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2020年高考数学全国卷Ⅲ--理19

  2020-11-23 21:18:40  

(2020新课标Ⅲ卷计算题)

如图,在长方体中,点分别在棱上,且

(1)证明:点在平面内。

(2)若,求二面角的正弦值。

【出处】
2020年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅲ卷):理数第19题
【答案】

(1)证明:如图所示,在上取一点,使,连接,连接

因为在矩形中,有

所以

四边形为平行四边形,

所以

又因为

所以在长方体中,

所以四边形为平行四边形,

所以

所以

所以四点共面,

故点在平面内。

(2)建立空间直角坐标系如图所示。

所以

设平面的法向量为

则有

解得

设平面的法向量为

则有

解得

因为

所以二面角的正弦值是

【解析】

本题主要考查点、直线、平面的位置关系和空间向量的应用。

(1)在上取一点,使,连接,连接。欲证明点在平面内,只需证明平面,即证明即可。

(2)建立空间直角坐标系,写出各点坐标和相关向量的坐标表示,通过平面的法向量可求得的余弦值,从而可求得的正弦值。

【考点】
空间中的平行关系利用向量法求空间角点、直线、平面的位置关系空间向量的应用


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