内容正文:
9.解:在三棱柱ABC-A'B'C'中,点 D
是BC 的中点,取B'C'的中点E,连
接A'E,A'B,BE,则平面 A'EB∥
平面AC'D,A'E,A'B,BE 即为应
画的线.
证明:因为D 为BC 的中点,E 为B'
C'的中点,所以BD=C'E,
又因为BC∥B'C',所以四边形BDC'E 为平行四边形,
所以DC'∥BE.
连接DE,则DEBB',所以DEAA',
所以 四 边 形 AA'ED 是 平 行 四 边 形,所 以 AD∥
A'E.
又因为A'E∩BE=E,A'E⊂平面A'BE,BE⊂平
面A'BE,
AD∩DC'=D,AD⊂平面AC'D,DC'⊂平面AC'D.
所以平面A'EB∥平面AC'D.
10.证明:(1)因为G,H 分别是A1B1,A1C1 的中点,
所以GH 是△A1B1C1 的中位线,所以GH∥B1C1.
又因为B1C1∥BC,所以GH∥BC,
所以B,C,H,G 四点共面.
(2)因为E,F 分别是AB,AC 的中点,
所以EF∥BC.
因为EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,
所以EF∥平面BCHG.因为A1GEB,
所以 四 边 形 A1EBG 是 平 行 四 边 形,所 以 A1E
∥GB.
因为A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG.
所以A1E∥平面BCHG.因为A1E∩EF=E,
所以平面EFA1∥平面BCHG.
专题五 空间直线、平面的垂直
考点整合
考点
一、
角 0°<θ≤90° 90° a⊥b
二、
1.任意一条直线 垂线 垂面 垂足
2.两条相交直线
3.相交 垂直 直线PA 交点 点A 垂线 垂足
斜足 AQ ∠PAQ 90° 0°
4.平行 a∥b 平行
5.任意一点 相等
三、
1.半平面 棱 面 棱 角 平面角 直角
2.垂线 垂直
3.一个平面内 a⊂α a⊥l
应考训练
1.B ∠ABC 的两边与∠PQR 的两边分别对应 平
行,但方向不能确定是否相同.所以∠PQR=30°
或150°.
2.D 还原成正方体如图,
因为AB∥DE,所以∠CDE 是AB 与CD 所成角,
因为CD=DE=CE,所以∠CDE=60°.所以在原
来的正方体中AB 与CD 所成的角为60°.
3.C 对于①,设正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,上底
面A1B1C1D1 所在平面是α,下底面ABCD 所在平
面是β,直线A1C1 是m 且直线BD 是n,
则满足α∥β,m⊂α,n⊂β,但直线m,n是异面直线,
得不出m∥n,故①不正确;
对于②,若m∥n且m∥α,则n⊂α或n∥α,故②不
正确;
对于③,因为α∥β且m⊥α,所以m⊥β,结合m∥n,
可得n⊥β.故③正确.
4.B 因为母线BC⊥底面,则AC 与圆柱底面所成角
即为∠CAB,又因为AB 为圆柱底面直径,则BC⊥
AB,因为AB=BC,所以∠CAB=45°.故选B.
5.B 因为EG⊥平面α,PQ⊂平面α,所以EG⊥PQ.
若EF⊥平面β,则由PQ⊂平面β,得EF⊥PQ.
又EG 与EF 为相交直线,
所以PQ⊥平面EFHG,所以PQ⊥GH.
6.解析:由题意知,点 A 是点 M 在平面ABC 内的
射影,
所以 MA⊥平面ABC,所以 MC 在平面CAB 内的
射影为AC.
所以∠MCA 即为直线MC 与平面CAB 所成的角.
因为在Rt△MBC 中,BM=5,∠MBC=60°,
所以MC=BMsin∠MBC=5sin60°=5×32=
53
2 .
在Rt△MAB中,MA= MB2-AB2= 52-42=3.
在Rt△MAC 中,sin∠MCA=MAMC=
3
5 3
2
=2 35 .
答案:2 3
5
—511—
7.解析:只要VC⊥平面VAB,即有VC⊥AB;
故只要VC⊥VA,VC⊥VB 即可.
答案:VC⊥VA,VC⊥VB(答案不唯一,只要能保证
VC⊥AB即可)
8.解析:过C 作CM 垂直AB 于M,连接C1M,
则C1M 垂 直AB,因 此∠C1MC
为二面角C1-AB-C 的平面角,
所以cos∠C1MC=
3
2
32
2
+22
= 5719.
答案:57
19
9.解:过点A 作AO⊥平面BCD,垂足为O,连接OB,
OC,OD.取OD 中点P,连接QP,CP.
由AO⊥平面BCD,四面体的棱
长都相等知点O 是三角形三边
垂直平分线的交点,也是三角形
角平分线的交点.
设 四 面 体 的 棱 长 为 a,则
OD=
1
2a
cos30°=
3
3a
,
AO= AD2-OD2= a2- 33a
2
= 63a.
因为Q 是AD 中点,P 是OD 中点,所以QP∥AO.
因为AO⊥平面BCD,所以QP⊥平面BCD.
所以∠QCP 就是CQ 与平面BCD 所成的角.
在正三角形ACD中,Q是AD的中点,所以CQ=32a.
又QP=12AO=
6
6a
,所以sin∠QCP=QPCQ=
2
3.
10.解:(1)连接PD,因为PA=PB,D 为AB 的中点,
所以PD⊥AB.
因为DE∥BC,BC⊥AB,所以DE⊥AB.
又因为PD∩DE=D,
所以AB⊥平面PDE,
因为PE⊂平面PDE,所以AB⊥PE.
(2)因为平面PAB⊥平面ABC,平面PAB∩平面
ABC=AB,PD⊥AB,所以PD⊥平面ABC.
则DE⊥PD,又ED⊥AB,PD∩AB=D,所以DE
⊥平面 PAB,过 D 作 DF 垂 直PB 于F,连 接
EF,则EF⊥PB,
∠DFE 为所求二面角的平面角,
则DE=32
,DF= 32
,则tan∠DFE=DEDF= 3
,
故二面角A-PB-E 的大小为60°.
第九章 统计
考点整合
考点一
一、
1.逐个抽取 概率都相等 放回简单随机抽样 概
率都相等 不放回简单随机抽样
2.很多 破坏性 总体
3.抽签法 随机数法
二、
(1)分层 (2)个体数与总体的个体数 (3)样本容量
考点二
一、
频率
组距 小长方形的面积 1
二、
1.(1)最多 (2)大小 最中间
(3)x=
x1+x2+…+xn
n
2.(1)平均距离
1
n
[(x1-x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2]
(2)1n
[(x1-x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2]
应考训练
1.B A中总体容量较大,样本容量也较大不适宜用
抽签法;B总体容量较小,样本容量也较小可用抽
签法;C中甲、乙两厂生产的两箱产品有明显区别,
不能用抽签法;D总体容量较大,不适宜用抽签法.
2. D A 选 项, 甲 的 平 均 产 量 为
1020+958+980+1150+910+1200
6 =
6218
6 ≈
1036 kg, 乙 的 平 均 产 量 为
1116+1090+1120+1058+1132+1251
6 =
6767
6
≈1128kg>1036kg,A错误;B选项,甲的最高
产量为1200kg,乙的最高产量为1251kg,B错
误;C、D选项,由折线图可知甲的波动更大,所以
乙的产量更稳定,D正确.故选D.
3.C 由题意知在抽取的10人中,男生6人,女生4
人.故样本平均身高为170×6+160×410 =166
(cm).
估计该校学生的平均身高为166cm.故选C.
—611—
专题五 空间直线、平面的垂直
学考考点
直线与直线的垂直
直线与平面的垂直
平面与平面的垂直
考点 空间直线、平面的垂直
一、直线与直线垂直
两异面直线所成的角及空间两条直线垂直见
下表
定义
已知两条异面直线a,b,经过空
间任一点O 分别作直线a'∥a,
b'∥b,我们把直线a'与b'所成的
叫作异面直线a与b 所成
的角(或夹角)
范围
记异面直线a与b 所成的角为
θ,则
空间两直
线垂直
当θ= 时,a与b 互相垂直,
记作
二、直线与平面垂直
1.直线与平面垂直的定义
定义
如果直线l与平面α内的 都
垂直,我们就说直线l与平面α 互相
垂直
记法 l⊥α
有关
概念
直线l叫作平面α 的 ,平面α叫
作直线l的 ,它们唯一的公共点
P 叫作
图示
画法
画直线与平面垂直时,通常把直线画
成与表示平面的平行四边形的一边
垂直
2.直线与平面垂直的判定定理
文字
语言
一条直线与一个平面内的
垂直,那么该直线与此平面垂直
符号
语言
m⊂α,n⊂α,m∩n=P,l⊥m,l⊥n
⇒l⊥α
图形
语言
3.直线与平面所成的角
有关概念 对应图形
斜线
与平面α ,但不和平面α
,图中
斜足
斜线 和 平 面 的 ,图 中
射影
过斜线上斜足以外的一点向
平面引 ,过 和
的直线叫作斜线在这个平面
上的射影,图中斜线 PA 在
平面α上的射影为直线
—67—
直线
与平
面所
成的
角
定义:平面的一条斜线和它
在平面上的射影所成的锐
角,图中 .
规定:一条直线垂直于平面,
它们所成的角是 ;一
条直线和平面平行,或在平
面内,它 们 所 成 的 角 是
取值
范围
设直线 与 平 面 所 成 的 角 为θ,则0°≤θ
≤90°
4.直线与平面垂直的性质定理
文字语言
垂直于同一个平面的两条直
线
符号语言
a⊥α
b⊥α ⇒
图形语言
作用 证明两条直线
5.直线到平面的距离,平面到平面的距离
一条直线与一个平面平行时,这条直线上
到这个平面的距离,叫作这条直线
到这个平面的距离;如果两个平面平行,那
么其中一个平面内的任意一点到另一个平
面的距离都 ,我们把它叫作这两个
平行平面的距离.
三、平面与平面垂直
1.二面角及其平面角
二
面
角
概念
从一条直线出发的两个
所组成的图形叫作二面角,这条
直线叫作二面角的 ,这两个
半平面叫作二面角的
图示
平
面
角
文字
在二面角的棱上任取一点,以该
点为垂足,在两个半平面内分别
作垂直于 的射线,则这两条
射线构成的 叫作这个二面
角的平面角
图示
符号
OA⊂α,OB⊂β,α∩β=l,O∈l,
OA⊥l,OB⊥l⇒∠AOB 是二面
角的平面角
范围 0°≤∠AOB≤180°
规定
二面角的大小可以用它的
来度量,二面角的平面角是
多少度,就说这个二面角是多少
度.平面角是 的二面角叫
作直二面角
2.平面与平面垂直的判定定理
文字语言
一个 平 面 过 另 一 个 平 面 的
,那么这两个平面垂直
图形语言
符号语言 a⊂α,a⊥β⇒α⊥β
作用 判断两个平面
3.平面与平面垂直的性质定理
文字语言
两个平面垂直,如果
有一条直线垂直于这
两个平面的交线,那么这条
直线与另一个平面垂直
—77—
符号语言
α⊥β
α∩β=l
⇒a⊥β
图形语言
考点一 直线与直线垂直
在空间四边形 ABCD 中,AB=CD,AB
与CD 成30°角,E,F 分别为BC,AD 的中
点,求EF与AB 所成的角.
【解】 取BD 的中点G,连
接EG,FG,因为 E,F 分别
为BC,AD 的中点,所以EG
∥CD 且EG=12CD
,GF∥
AB 且GF=12AB.
所以EG 与GF 所成的角即为AB 与CD 所
成的角或它的补角,
因为AB=CD,所以△EFG 为等腰三角形.
又AB 与CD 所成角的为30°,
所以∠EGF=30°或150°,
因为∠GFE 就是EF 与AB 所成的角,
所以EF 与AB 所成的角为75°或15°.
考点二 直线与平面垂直
(2024·湖南合格考真题)如图,四棱锥
P-ABCD的底面是正方形,PA⊥平面AB-
CD,AB=1,PB= 2.
(1)求四棱锥P-ABCD 的体积;
(2)求证:BD⊥平面PAC.
【解析】 (1)因为PA⊥平面ABCD,AB⊂
平面ABCD,则PA⊥AB,
所以PA= PB2-AB2= 2 2-12=1,
则VP-ABCD =
1
3PA
·SABCD =
1
3×1×1×1
=13.
(2)因为PA⊥平面ABCD,BD⊂平面AB-
CD,则PA⊥BD,
因为底面ABCD 为正方形,所以AC⊥BD,
又因为AC∩PA=A,AC,PA⊂平面PAC,
所以BD⊥平面PAC.
【答案】 (1)13
(2)证明见解析
考点三 平面与平面垂直
如图,在三棱柱 ABC-
A1B1C1 中,点 D 是 AB
的中点.
(1)求证:AC1∥平面CDB1;
(2)若AA1⊥平面ABC,AC⊥BC,AA1=1,
AC=BC= 2,求二面角B1-CD-B 的大小.
【解】 (1)连 接 BC1,交 B1C 于 点 E,连
接ED.
因为 ABC-A1B1C1 是三棱柱,所以四边形
BCC1B1 为平行四边形,所以 E 是BC1 的
中点.
因 为 点 D 是 AB 的 中 点,所 以 ED 是
△ABC1 的中位线,所以ED∥AC1,又ED⊂
平面CDB1,AC1⊄平面CDB1,所以AC1∥
平面CDB1.
—87—
(2)由题可知∠BDB1 是二面角 B1-CD-B
的平面角,
事实上,因为 AA1⊥平面 ABC,CD⊂平面
ABC,所以AA1⊥CD.
在△ABC 中,AC=BC,D 是底边AB 的中
点,所以CD⊥AB.
因为CD⊥AB,CD⊥AA1,AB∩AA1=A,
所以CD⊥平面ABB1A1.
因 为 DB1 ⊂ 平 面 ABB1A1,DB ⊂ 平
面ABB1A1,
所以DB1⊥CD,DB⊥CD,
所以∠BDB1 是二面角B1-CD-B 的平面角.
在直角三角形B1DB 中,BB1=1,
DB=12AB=1
,
所以△B1DB 为等腰直角三角形,
所以∠BDB1=45°.
即所求二面角为45°.
一、选择题
1.已知AB∥PQ,BC∥QR,∠ABC=30°,则
∠PQR 等于 ( )
A.30° B.30°或150°
C.150° D.以上结论都不对
2.一个正方体的展开图如图所示,A,B,C,D
为原正方体的顶点,则在原来的正方体中
( )
A.AB∥CD
B.AB 与CD 相交
C.AB⊥CD
D.AB 与CD 所成的角为60°
3.已知两条直线m,n,两个平面α,β,给出下面
三个命题,其中正确命题的序号是 ( )
①α∥β,m⊂α,n⊂β⇒m∥n;
②m∥n,m∥α⇒n∥α;③α∥β,m∥n,m⊥α
⇒n⊥β.
A.①③ B.②③
C.③ D.①②
4.(2024·湖南合格考真题)如图,AB 为圆柱
底面直径,BC 为母线,若 AB=BC,则 AC
与圆柱底面所成角的大小为 ( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
5.如图,设平面α∩平面β=PQ,EG⊥平面α,
FH⊥平面α,垂足分别为G,H.为使PQ⊥
GH,则需增加的一个条件是 ( )
A.EF⊥平面α B.EF⊥平面β
C.PQ⊥GE D.PQ⊥FH
二、填空题
6.如图,在Rt△BCM 中,斜边
BM=5,它在平面ABC上的
射影AB 长为4,∠MBC=
60°,则 MC与平面CAB 所成角的正弦值为
.
7.在三棱锥V-ABC 中,当三条侧棱VA,VB,
VC 之间满足条件 时,有VC⊥AB.
—97—
(注:填上你认为正确的一种条件即可)
8.如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1 中,AB=1,
AA1=2,则二面角 C1-AB-C 的余弦值为
.
三、解答题
9.已知四面体ABCD 的棱长都相等,Q 是AD
的中点,求CQ 与平面BCD 所成的角的正
弦值.
10.如图,在三棱锥P-ABC 中,PA=PB=AB=
2,BC=3,∠ABC=90°,平面PAB⊥平面
BAC,D,E 分别为AB,AC的中点.
(1)求证:AB⊥PE.
(2)求二面角A-PB-E 的大小.
—08—