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2015年高考数学湖北--理19

  2016-10-28 18:49:49  

(2015湖北卷计算题)

(本小题满分12分)

《九章算术》中,将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马,将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑。

在阳马中,侧棱底面,且,过棱的中点,作于点,连接

(1)证明:平面。试判断四面体是否为鳖臑。若是,写出其每个面的直角(只需写出结论);若不是,说明理由;

(2)若面与面所成二面角的大小为,求的值。

【出处】
2015年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷):理数第19题
【答案】

(1)因为底面,所以,由底面为长方形,有,而,所以平面。而平面,所以

又因为,点的中点,所以。而,所以平面,而平面,所以

,所以平面

平面平面,可知四面体的四个面都是直角三角形,即四面体是一个鳖臑,其四个面的直角分别为

(2)如图所示,在面内,延长交于点,则是平面与平面的交线。

由(1)可知,平面,所以。又因为底面,所以,而,所以底面。故是面与面所成二面角的平面角。

,有,在中,由,得,则,解得

所以

故当面与面所成二面角的大小为时,

【解析】

本题主要考查空间几何体。

(1)综合利用直线与平面垂直的判定定理、直线与平面垂直的性质、直线与直线垂直的判定定理可得到平面平面;由,可得平面

平面平面,可知四面体的四个面都是直角三角形,即四面体是一个鳖臑。

(2)由题中条件推出是面与面所成二面角的平面角,,在中求出的值,从而得到

【考点】
空间向量及其运算空间向量的应用空间几何体


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