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2023年高考数学新高考Ⅱ-20

  2023-07-08 11:20:35  

(12分)如图,三棱锥ABCD中,DA=DB=DCBDCDADB=ADC=60EBC中点.
(1)证明BCDA
(2)点F满足EF=DA,求二面角DABF的正弦值.

分析:(1)根据已知条件,推得DEBCAEBC,再结合线面垂直的判定定理,即可求证.
(2)根据已知条件,推得AE平面BCD,依次求出两个平面的法向量,再结合向量的夹角公式,即可求解.
证明:(1)连接AEDE
DB=DCEBC中点.
DEBC
DA=DB=DCADB=ADC=60
ΔACDΔABD 均为等边三角形,
AC=AB
AEBCAEDE=E
BC平面ADE
AD平面ADE
BCDA
(2)解:设DA=DB=DC=2
BC=22
DE=AE=2AD=2
AE2+DE2=4=AD2
AEDE
AEBCDEBC=E
AE平面BCD
E为原点,建立如图所示空间直角坐标系,

D(2,0,0)A(0,0,2)B(0,2,0)E(0,0,0)
EF=DA
F(2,0,2)
DA=(2,0,2)AB=(0,2,2)AF=(2,0,0)
设平面DAB与平面ABF的一个法向量分别为n1=(x1,y1,z1)n2=(x2,y2,z2)
{2x1+2z1=02y12z1=0,令x1=1,解得y1=z1=1
{2y22z2=02x2=0,令y2=1,解得x2=0z2=1
n1=(1,1,1)n2=(0,1,1)
设二面角DABF的平面角为θ
|cosθ|=|n1n2||n1||n2|=23×2=63
sinθ=33
所以二面角DABF的正弦值为33
点评:本题主要考查二面角的平面角及其求法,考查转化能力,属于中档题.

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