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2012年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷):理数第17题

  2016-10-28 19:08:50  

(2012天津卷计算题)

(本小题满分13分)

如图,在四棱锥中,平面

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)求二面角的正弦值;

(Ⅲ)设为棱上的点,满足异面直线所成的角为,求的长。

【出处】
2012年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷):理数第17题
【答案】

如图:以点为圆点建立空间直角坐标系,依题意得:

(Ⅰ)易得

于是,所以:

(Ⅱ)

设平面的法向量

,即

不妨令,可得

可取平面的法向量

于是

从而

所以二面角的正弦值为

(Ⅲ)设点的坐标为,其中

由此得,由

故:

所以,

解得:,即

【解析】

本题考查两条直线的位置关系,二面角,异面直线所成的角,直线与平面垂直以及空间向量的应用。

建立合适的坐标系后写出各点坐标,

(Ⅰ)证明两直线垂直,即证对应的向量数量积为

(Ⅱ)利用向量的二面角公式可求出夹角余弦值,从而可求出正弦值;

(Ⅲ)设出点坐标,借助已知条件列出方程,求出点坐标后,代入两点距离公式即可得出的长。

【考点】
空间向量的应用空间几何体
【标签】
等价转化思想建系法


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