综合题14.0分
理科数学

如图,在四棱锥中,为等边三角形,平面平面

的中点.

20.求证:

21.求二面角的余弦值;

22.若平面,求的值.

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅰ)略.

解析

试题分析:证明线线垂直可寻求线面垂直,利用题目提供的面面垂直平面平面,借助性质定理证明平面EFCB,进而得出线线垂直.

(Ⅰ)由于平面平面为等边三角形,的中点,则,根据面面垂直性质定理,所以平面EFCB,又平面,则.

考查方向

本题要求学生掌握空间线线、线面的平行与垂直的判定与性质.

解题思路

本题考查线线、线面垂直及求二面角的相关知识及运算,本题属于中档题,熟练利用有关垂直的判定定理和性质定理进行面面垂直、线面垂直、线线垂直之间的转化与证明.

易错点

线线垂直的转化.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅱ)

解析

试题分析:建立空间直角坐标系,写出相关点的坐标,平面AEF的法向量易得,只需求平面AEB的法向量,设平面AEB的法向量,利用线线垂直,数量积为零,列方程求出法向量,再根据二面角公式求出法向量的余弦值.

(Ⅱ)取CB的中点D,连接OD,以O为原点,分别以轴建立空间直角坐标系,,由于平面轴垂直,则设平面的法向量为,设平面的法向量,则

考查方向

本题考点为求二面角,要求学生利用法向量求二面角以.

解题思路

本题考查求二面角的相关知识及运算,本题属于中档题,利用空间向量解题时,要建立适当的直角坐标系,准确写出空间点的坐标,利用法向量求二面角.

易错点

平面法向量的求解.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅲ)

解析

试题分析:由于,要想平面,只需,利用向量的坐标,借助数量积为零,求出的值,根据实际问题予以取舍.

(Ⅲ)由(Ⅰ)知平面EFCB,则,若平面,只需,又

,解得

考查方向

本题考点利用数量积为零解决垂直问题.

解题思路

本题考查利用数量积为零,解决线线、线面垂直问题.

易错点

平面向量坐标运算与函数性质的灵活运用.