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2011年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷):理数第19题

  2016-10-28 16:58:45  

(2011山东卷计算题)

(本题满分12分)

在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形, ,

(Ⅰ)若是线段的中点,求证:

(Ⅱ)若,求二面角的大小。

               

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷):理数第19题
【答案】

(Ⅰ),可知延长于点,而

,即

于是三线共点,,若是线段的中点,而

,四边形为平行四边形,则,又

所以

(Ⅱ)由,作,则

,连接,则,于是为二面角的平面角。

,设,则的中点,

中,,则,即二面角的大小为

【解析】

本题主要考查立体几何中证明线面平行与二面角的计算。

(Ⅰ)本题需要根据题目中的平行关系,证出与平面内的一条直线平行,再根据“如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行”的判定定理,证出欲证结论。

(Ⅱ)本题可以采用建系法来做。由于棱三条直线两两平行,故宜将点作为原点,以分别为轴建立平面直角坐标系,得出平面与平面的法向量,再根据,便可得出该二面角的余弦值,进而得出该二面角的大小。另外,本题也可采取几何法来做。先通过几何法找出二面角的平面角,然后再做出证明,进而根据线线之间的长度关系,便可得出此平面角的大小,进而得出结论。

【考点】
点、直线、平面的位置关系
【标签】
直接法建系法


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