综合题13.0分
理科数学

(本小题满分13分,(1)小问4分,(2)小问9分)

如图,三棱锥中,平面分别为线段上的点,且

21.证明:平面

22.求二面角的余弦值。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)证明详见解析

解析

试题分析:(1)要证线面垂直,就是要证线线垂直,题中由平面,可知,再分析已知由,这样与垂直的两条直线都已找到,从而可得线面垂直

试题解析:(1)证明:由PC平面ABC,DE平面ABC,故PCDE

由CE=2,CD=DE=CDE为等腰直角三角形,故CDDE

由PCCD=C,DE垂直于平面PCD内两条相交直线,故DE平面PCD

考查方向

本题考查直线与平面垂直的判定,.

解题思路

根据是给条件通过线线关系向面面垂直关系进行转化,证明问题,难度不大,属于基础题目

易错点

线线与线面垂直的转化

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(2).

解析

试题分析:(2)求二面角的大小,可心根据定义作出二面角的平面角,求出这个平面角的大小,本题中,由于平面,因此两两垂直,可以他们为轴建立空间直角坐标系,写出图中各点的坐标,求出平面和平面的法向量,向量的夹角与二面角相等或互补,由此可得结论.

试题解析:(2)由(1)知,CDE为等腰直角三角形,DCE=,如(19)图,过点D作DF垂直CE于F,易知DF=FC=EF=1,又已知EB=1,

故FB=2.

ACB=得DFAC,

考查方向

本题考查二面角,涉及直线与平面垂直的判定,建系化归为平面法向量的夹角是解决问题的关键,属难题..

解题思路

立体几何解答题的一般模式是首先证明线面位置关系(一般考虑使用综合几何方法进行证明),然后是与空间角有关的问题,综合几何方法和空间向量方法都可以,但使用综合几何方法要作出二面角的平面角,作图中要伴随着相关的证明,对空间想象能力与逻辑推理能力有较高的要求,而使用空间向量方法就是求直线的方向向量、平面的法向量,按照空间角的计算公式进行计算,也就是把几何问题完全代数化了,这种方法对运算能力有较高的要求.两种方法各有利弊,在解题中可根据情况灵活选用.

易错点

法向量夹角与二面角平面角的关系