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2018年高考数学天津--理17

  2018-07-26 16:16:24  

(2018天津卷计算题)

如图,平面

(Ⅰ)若的中点,的中点,求证:平面

(Ⅱ)求二面角的正弦值;

(Ⅲ)若点在线段上,且直线与平面所成的角为,求线段的长。

【出处】
2018年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷):理数第17题
【答案】

根据题意,可以建立以为原点,轴正方向,轴正方向,轴正方向,建立空间直角坐标系,如下图所示。则可得:、因为的中点,所以

(Ⅰ)依题意有

,为平面的法向量,则,即,不妨令,可得

又因为,可得

又因为直线平面

所以平面

(Ⅱ)依题意,可得

为平面的法向量,则,即,不妨令,可得

为平面的法向量,则,即,不妨令,可得

因此有

所以二面角的正弦值为

(Ⅲ)设线段的长为),则点的坐标为,可得,易知,为平面的一个法向量,故

由题意,可得

解得

所以,线段的长为

【解析】

本题主要考查空间直角坐标系、空间向量的应用以及点、直线、平面的位置关系。

(Ⅰ)根据题意,建立空间直角坐标系,只需证明与平面的法向量垂直,即可证明平面

(Ⅱ)分别求平面的法向量和平面的法向量,即可求得二面角的正弦值。

(Ⅲ)根据直线与平面所成的角为,列出关于的方程,即可求出的值。

【考点】
点、直线、平面的位置关系空间直角坐标系空间向量的应用


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