内容正文:
第二讲 空间中的平行与垂直关系
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1.(2022·全国乙卷)如图,在四面体ABCD中,AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC的中点.
(1)证明:平面BED⊥平面ACD;
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(1)证明:因为AD=CD,∠ADB=∠BDC,DB=DB,
所以△ADB≌△CDB,
所以BA=BC,
又E为AC的中点,所以AC⊥BE,AC⊥DE,
因为BE∩DE=E,且BE,DE⊂平面BED,所以AC⊥平面BED,
又AC⊂平面ACD,所以平面BED⊥平面ACD.
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(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求三棱锥FABC的体积.
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2.(2021·新高考Ⅰ卷)如图,在三棱锥ABCD中,平面ABD⊥平面BCD,AB=AD,O为BD的中点.
(1)证明:OA⊥CD;
(1)证明:在△ABD中,∵AB=AD,O为BD的中点,∴AO⊥BD.又∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,AO⊂平面ABD,∴AO⊥平面BCD.
又CD⊂平面BCD,∴AO⊥CD.
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(2)若△OCD是边长为1的等边三角形,点E在棱AD上,DE=2EA,且二面角EBCD的大小为45°,求三棱锥ABCD的体积.
(2)解:在△ABD中,过E作EN∥AO交BD于N,
则由AO⊥平面BCD得EN⊥平面BCD,
∴EN⊥BC.
∵OB=OD=OC=1,∴∠BCD=90°,即DC⊥BC.
在△BCD中,过N作NM∥CD交BC于M,则NM⊥BC.
连接EM,∵BC⊥EN,BC⊥NM,EN∩NM=N,
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3.(2020·全国Ⅰ卷)如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底
面的圆心,△ABC是底面的内接正三角形,P为DO
上一点,∠APC=90°.
(1)证明:平面PAB⊥平面PAC;
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(1)证明:由题设可知,PA=PB=PC.
由△ABC是正三角形,
可得△PAC≌△PAB,△PAC≌△PBC.
又∠APC=90°,故∠APB=90°,∠BPC=90°.
从而PB⊥PA,PB⊥PC,
故PB⊥平面PAC,所以平面PAB⊥平面PAC.
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4.(2022·全国甲卷)小明同学参加综合实践活动,
设计了一个封闭的包装盒.包装盒如图所示:底
面ABCD是边长为8(单位:cm)的正方形,△EAB,
△FBC,△GCD,△HDA均为正三角形,且它
们所在的平面都与平面ABCD垂直.
(1)证明:EF∥平面ABCD;
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(1)证明:取AB,BC,CD,DA的中点M,N,P,Q,连接EM,FN,GP,HQ,MN,NP,PQ,QM.在正三角形ABE中,M为AB的中点,所以EM⊥AB.又平面ABE∩平面ABCD=AB,且平面ABE⊥平面ABCD,所以EM⊥平面ABCD.
同理FN⊥平面ABCD,所以EM∥FN,又EM=FN,
所以四边形EMNF为平行四边形,所以EF∥MN.
又MN⊂平面ABCD,且EF⊄平面ABCD,
所以EF∥平面ABCD.
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(2)求该包装盒的容积(不计包装盒材料的厚度).
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考什么 1.考查平行与垂直关系的证明.2.考查空间几何体的体积求法或点面距.3.平面图形的翻折问题.
新动向 继续在解答题中考查平行与垂直的证明,多涉及体积或距离问题,并与几何体的表面积、体积的求解相渗透.主要考查直观想象和逻辑推