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2014年普通高等学校招生全国统一考试(江西卷): 理数第20题

  2016-10-30 09:15:43  

(2014江西卷计算题)

(本小题满分12分)

如图,四棱锥中,为矩形,平面平面

(1)求证:

(2)若,问为何值时,四棱锥的体积最大?并且求此时平面与平面夹角的余弦值。

【出处】
2014年普通高等学校招生全国统一考试(江西卷): 理数第20题
【答案】

(1)证明:为矩形,故。又平面平面,平面平面,所以平面,故

(2)解:过的垂线,垂足为,过的垂线,垂足为,连接,故平面平面。在中,。设,则,故四棱锥的体积为。因为,故当,即时,四棱锥的体积最大。

此时,建立如图所示的坐标系,各点的坐标为。故。设平面的法向量,则由,解得。同理可求出平面的法向量,从而平面与平面夹角的余弦值为

【解析】

本题主要考查点线面之间的位置关系。

(1)利用垂直于平面则垂直于平面内任意一条直线即可证明;

(2)用向量法根据题设条件可以很快求解。

【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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