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2014年普通高等学校招生全国统一考试(陕西卷):理数第19题

  2016-10-30 09:15:36  

(2014陕西卷计算题)

(本小题满分12分)

四面体及其三视图如图所示,过棱的中点作平行于的平面分别交四面体的棱于点

(Ⅰ)证明:四边形是矩形;

(Ⅱ)求直线与平面夹角的正弦值。

【出处】
2014年普通高等学校招生全国统一考试(陕西卷):理数第19题
【答案】

(Ⅰ)由该四面体的三视图可知,。由题设可知,所以,所以。同理,所以,所以四边形是平行四边形。又因为,所以,所以,所以四边形是矩形。

(Ⅱ)解法一

如图,以为坐标原点建立空间直角坐标系,则

设平面的法向量,因为,所以,得,取,所以

解法二

如图,以为坐标原点建立空间直角坐标系,则。因为的中点,所以分别为的中点,得。所以

 设平面的法向量,则,取,所以

【解析】

本题主要考查线面的位置关系及矩形的证明。

(1)先证明四边形的两组对边分别平行,在利用邻边垂直,即可证明四边形为矩形;

(2)可以通过建立空间直角坐标系,表示出平面的法向量及向量,求出平面的法向量与向量夹角的余弦值,此余弦值的绝对值即为平面与直线夹角的正弦值。

【考点】
空间几何体点、直线、平面的位置关系空间向量的应用


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