福建省2009屆高三上學期數(shù)學模擬試題分類匯總---立體幾何
珠海市第四中學 邱金龍
一、選擇題
C. D.
A w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B.
C. D.
3、(2009福州市)已知是兩條不同直線,
是三個不同平面,下列命題中正確的是( ).D
A. B.
C. D.
4、(2009龍巖一中)已知、
是平面,
、
是直線,給出下列命題
①若,
,則
.
②若,
,
,
,則
.
③如果、n是異面直線,那么
相交.
④若,
∥
,且
,則
∥
且
∥
.
其中正確命題的個數(shù)是 C
A.4 B.
5、(2009龍巖一中)如圖一個空間幾何體的主視圖、側(cè)視圖、俯視圖為全等的等腰直角三角形,如果直角三角形的直角邊長為1,那么這個幾何體的體積為 D
A.1 B.
C. D.
6、(2009廈門一中)已知是兩條不同直線,
是三個不同平面,下列
命題中正確的是 D
A.若
B.若
C.若
D.若
二、解答題
1、(2009福州八中)如圖,正方體
的棱長為2,E為AB的中點.
(Ⅰ)求證:
(Ⅱ)求異面直線BD1與CE所成角的余弦值;
(Ⅲ)求點B到平面的距離.
解:(1)連接BD,由已知有 得
………………………1分
又由ABCD是正方形,得:……2分
∵
與
相交,∴
……3分
∴BG∥EC.∴就是異面直線BD1與CE所成角…………………………5分
在中,
…………………6分
(3)∵ ∴
又∵
∴
點E到
的距離
,有:
,…………11分
又由 , 設點B到平面
的距離為
,
則 ,
有
,
,
所以點B到平面
的距離為
…14分
2、(2009福建省) 如圖,四棱錐P-ABCD的底面為正方形,PA平面ABCD,PA=AB,F為PA上的點.
(I)求證:無論點F在PA上如何移動,都有BDFC;
(I)解法一:以A為原點,、
、
的方向為x、y、z軸的正方向建立空間直角坐標系.…1分
設|PA|=|AB|=a,則B(a,0,0),C(a,a,0),D(0,a,0),
P(0,0,a).
∵F為PA上的點,設|AF|=h,則F(0,0,h),
∴=(-a,a,0),
=(a,a,-h),………………3分
∴=-a×a+a×a+0×(-h)=0,……………4分
∴BD⊥FC.
即無論點F在PA上如何移動,都有BD⊥FC.………………………………………5分
(II)設AC∩BD=O,連接FO.
∵PC//平面FBD,平面PCA∩平面FBD=FO,
∴PC//FO.………………………………………………………………………………7分
∵O是AC的中點,∴F是PA的中點,∴F(0,0,).
∴=(a,0,-
),
=(0,a,-
).………………………………………………8分
設平面BFD的法向量為=(x,y,z).
∵⊥
,
⊥
,
=0,
2x-z=0,
∴ ∴
=0,
2y-z=0.
取x=1得=(1,1,2)為平面FDB的一個法向量.……………………………………10分
易知平面AFD的一個法向量=(a,0,0).
∵cos<,
>=
.………………………………………12分
設二面角A-FD-B的平面角為θ,易知cosθ=,
解法二(I)證明:連接AC交BD于O,
∵底面ABCD為正方形,∴BD⊥AC.……………………2分
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BD,又PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC.………………………………………4分
由于F為PA上的點,
∴FC平面PAC,∴BD⊥FC.
即無論點F在PA上如何移動,都有BD⊥FC.…………………………………………5分
(II)同解法一.
3、(2009福州市)如圖所示,在三棱柱
中,
平面
,
,
,
,
是棱
的中點.
(Ⅰ)證明:平面
;
(Ⅱ)求平面與平面
所成的銳二面角的余弦值.
【解】:(Ⅰ)∵,∴
.
∵三棱柱中,
平面
.
,∴
平面
.
∵平面
,∴
,而
,則
.---------2分
在與
中,
∴
,--------4分
∴.∴
.即
.
∵,∴
平面
.
--------------6分
(Ⅱ)如圖,設,過
作
的垂線,垂足為
,連
,
平面
,
為二面角
的平面角.
----------------9分
在中,
,
,
∴,∴
;
在中,
,
,
∴,
∴.------------11分
∴在中,
,
.
故銳二面角的余弦值為
.
即平面
與平面
所成的銳二面角的余弦值為
. ----------13分
4、(2009龍巖一中)如右圖所示,四棱錐中,底面
為正方
形,平面
,
,
,
,
分
別為、
、
的中點.
(1)求證:平面
;
(2)求三棱錐的體積.
(1)證法1:如圖,取
的中點
,連接
,
∵分別為
的中點,∴
.
∵分別為
的中點,∴
.
∴.
∴四點共面.………………………………………………………………2分
∵分別為
的中點,∴
.……………………………………4分
∵平面
,
平面
,
∴平面
.……………………………………………………………………6分
證法2:∵分別為
的中點,
∴,
.……………………………………………………………2分
∵,∴
.又
…………………4分
∵,∴平面
平面
. …………………5分
∵平面
,∴
平面
. …………………………………………6分
(2)解:∵平面
,
平面
,∴
.
∵為正方形,∴
.
∵,∴
平面
.……………………………………………8分
∵,
,∴
.……………10分
∵,
5、(2009泉州市)如圖所示是一個幾何體的直觀圖、
正視圖、俯視圖和側(cè)視圖C尺寸如圖
所示)。
(Ⅰ)求四棱錐的體積;
(Ⅱ)若上的動點,求證;
,…………………………………3分
且,
………………6分
,
°
°
………………10分
又
……………………………………………………………………12分
(1)求四棱錐的體積:
(2)求二面角C―PB―A大。
(3)為棱PB上的點,當PM長為何值時,
解(1)由二視圖可知,,
(2)如圖,以D為坐標原點,分別以所在直線為
點為E,則是平面PBC的法向量;設AP中點為F,同理
可知是平面PAB的法向量。
知是平面
的法向量。
,……………………………………………………6分
設二面角,顯然
所以
二面角大小為
;………………………………………………9分
(3)P(2,0,0),B(0,2,2),C(0,2,0),A(0,0,2),共線,
可設
,
………………………………11分
的長為
時,
………13分
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