专题04 空间向量与立体几何10大考点(高效培优期末专项训练)高二数学上学期北师大版

2025-12-22
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 第三章 空间向量与立体几何
类型 题集-专项训练
知识点 空间向量与立体几何
使用场景 同步教学-期末
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 9.38 MB
发布时间 2025-12-22
更新时间 2025-12-22
作者 高中数学教研员
品牌系列 学科专项·举一反三
审核时间 2025-12-22
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来源 学科网

内容正文:

专题04 空间向量与立体几何 考点01 空间向量的线性运算 1 考点02 空间向量共面定理 5 考点03 空间向量的数量积运算 7 考点04 空间向量坐标运算 9 考点05 空间向量研究平行与垂直 12 考点06 空间向量求点到直线与点到平面的距离 17 考点07 空间向量求线面角 20 考点08 空间向量求二面角 21 考点09 空间向量中的存在性问题 25 考点10 空间向量中的最值问题 27 考点01 空间向量的线性运算 1.(24-25高二下·江苏南京·期末)在三棱锥中,,,,且,,则等于(   ) A. B. C. D. 2.(24-25高二上·浙江台州·期中)向量与共线,且方向相同,则 . 3.(24-25高二上·江西抚州·期末)如图,三棱锥中,,,,且,,则(    )    A. B. C. D. 4.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在四面体中,,,,点满足,为的中点,且,则(   ) A. B. C. D. 5.(24-25高二上·北京昌平·期末)已知四面体中,设,,,为的中点,为的中点,则用向量可表示为(   ) A. B. C. D. 考点02 空间向量共面定理 6.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知M,A,B,C为空间中四点,任意三点不共线,且,若M,A,B,C四点共面,则的值为(    ) A.0 B.1 C.2 D.3 7.(24-25高三上·广东深圳·月考)在三棱锥中,与中点分别为,点为中点.若在上满足,在上满足,平面交于点,且,则 . 8.(24-25高二上·天津·月考)在四面体中,空间的一点满足,若、、、四点共面,则(    ) A. B. C. D. 9.(21-22高二上·福建厦门·期中)已知动点在所在平面内运动,若对于空间中不在平面上的任意一点,都有,则实数的值为(    ) A.0 B.2 C. D. 10.(23-24高二上·山东枣庄·月考)如图,在正方体中,点M是上靠近点C的三等分点,点N满足,若N为AM与平面的交点,则t=(    ) A. B. C. D. 考点03 空间向量的数量积运算 11.(25-26高二上·北京·期中)如图,在平行六面体中,,,则(    ) A. B.8 C.-4 D.4 12.(25-26高二上·江苏南通·期中)如图,在棱长为2的正四面体中,已知是线段的中点,点在线段上,且. (1)用向量表示; (2)求; (3)求向量与夹角的余弦值. 13.(22-23高二上·湖北咸宁·期末)如图所示,在棱长均为2的平行六面体中,,点M为与的交点,则的长为 . 14.(24-25高二下·福建宁德·期末)在三棱锥中,,,两两垂直,且,为的中点,为的中点,若为该三棱锥外接球上的一点,则的最大值为(   ) A. B. C. D. 15.(24-25高二下·上海闵行·期末)已知正四面体的棱长为,空间中的动点满足,则的取值范围是 . 考点04 空间向量坐标运算 16.(22-23高二上·河南平顶山·月考)已知向量,. (1)求的值; (2)求向量与夹角的余弦值. 17.(23-24高二上·广东东莞·月考)已知,,,若共面,则实数的值为(   ) A. B. C. D. 18.【多选题】(22-23高二上·浙江温州·期末)已知空间向量,,下列说法正确的是(    ) A.若,则 B.若,则 C.若在上的投影向量为,则 D.若与夹角为锐角,则 19.(24-25高一下·吉林长春·期末)求解回答以下问题 (1)已知向量,若,求的值; (2)已知向量,求上的投影向量. 20.(24-25高一下·重庆·期末)如图,在棱长为2的正方体中,M为棱的中点,点Q在底面正方形内运动,满足,则点Q的轨迹长度为(    ). A. B. C. D. 考点05 空间向量研究平行与垂直 21.(25-26高二上·福建·月考)九章算术是我国古代的数学名著,书中将底面为矩形,且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图,在阳马中,平面,底面是正方形,,分别为,的中点,点在线段上,与交于点,,若平面,则(    ) A. B. C. D. 22.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知平面的一个法向量为,平面的一个法向量为,若,则(   ) A. B.1 C.2 D.4 23.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)如图,在三棱柱中,底面,,,,为的中点, 为侧棱上的动点. (1)求证:平面平面; (2)试判断是否存在,使得直线.若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 24.(24-25高三上·广东深圳·期末)已知正方体的棱长为3,点是侧面上的一个动点(含边界),点在棱上,且,当与垂直时,点的运动轨迹长度为 . 25.(24-25高二上·北京平谷·期末)如图,正方体中,、分别是、上的中点,是上的动点.下列结论错误的是(    ) A.存在点,使得平面 B. C.平面截正方体所得截面为等腰梯形 D.平面平面 考点06 空间向量求点到直线与点到平面的距离 26.(24-25高二上·辽宁·月考)在空间直角坐标系中,直线经过点,且其方向向量,则点到直线的距离为(   ) A. B. C.3 D. 27.(25-26高二上·河北保定·月考)如图,在正四棱台中,分别是棱的中点.若正四棱台的体积是28,则点E到直线的距离是(   )    A. B. C. D. 28.(25-26高三上·上海松江·期末)已知四棱锥的底面是直角梯形,,,,是边长为2的正三角形,侧面底面ABCD. (1)证明:; (2)求点到平面的距离. 29.(25-26高二上·北京·期中)在三棱锥中,,,,则点P到平面的距离为(    ) A. B. C. D. 30.(25-26高二上·山西太原·月考)如图,且,,且,且,平面,... (1)若为的中点,为的中点,求证:平面; (2)求点到线段的距离. 考点07 空间向量求线面角 31.(24-25高二下·广东湛江·期末)如图,已知四棱锥,底面,圆为底面的外接圆,是直径,,. (1)求证:平面平面; (2)求直线与平面所成的角的正弦值. 32.(25-26高二上·陕西榆林·期中)如图,正方体的棱长为2,,分别是棱,的中点,过作平面,使得,以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则直线与平面所成角的正弦值为(   ) A. B. C. D. 33.(2025高二上·全国·专题练习)正多面体被古希腊圣哲认为是构成宇宙的基本元素,加上它们的多种变体,一直是科学、艺术、哲学灵感的源泉之一.如图,该几何体是一个高为4的正八面体,G为的中点,则异面直线与平面所成角的正弦值为(    ) A. B. C. D. 34.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图,在四棱锥中,平面,,,,,为中点. (1)求证:平面; (2)求三棱锥的外接球的体积; (3)线段上(不含端点)是否存在点,使得与平面所成角为?若存在,确定点的位置;若不存在,请说明理由. 35.(24-25高二下·河南洛阳·期末)如图,在四棱锥P-ABCD中,平面平面ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,,,E是BC的中点,点Q在侧棱PC上.    (1)求证:; (2)是否存在点Q,使DC与平面DEQ所成角的正弦值为,若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 考点08 空间向量求二面角 36.(2025·河北保定·二模)如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,,,平面为棱上的动点.    (1)当为棱的中点时,证明:平面; (2)若,求平面与平面夹角的余弦值. 37.(25-26高二上·四川南充·期中)如图1,在平行四边形中,,,如图2,沿将折起到的位置,使得点到点的距离为,则二面角的余弦值为(    )    A. B. C. D. 38.(25-26高二上·陕西商洛·期中)如图,已知直三棱柱,,,为的中点.    (1)求点到平面的距离. (2)求二面角的余弦值. 39.(25-26高二上·湖北孝感·月考)如图,在四棱锥中,平面,,,,,点是四边形内部的一点,且平面与平面的夹角为,则点的轨迹的长度为(   )    A. B. C. D. 40.(25-26高二上·陕西西安·月考)如图1,在梯形ABCD中,,,.将沿BD折起到的位置,如图2,记二面角的平面角为.    (1)若,求PB与平面PCD所成角的余弦值; (2)若,求平面PBC与平面PCD夹角的余弦值; (3)若点B到平面PCD的距离为,求. 考点09 空间向量中的存在性问题 41.(25-26高二上·云南·月考)如图,在四棱锥中,是边长为4的等边三角形,底面四边形为菱形,,平面平面,为棱的中点,记平面和平面的交线为. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段(不含端点)上是否存在一点,使得直线与平面所成角的正弦值为?若存在,求的位置;若不存在,请说明理由. 42.(25-26高二上·陕西咸阳·月考)如图,在多面体中,平面平面四边形为平行四边形, 为的中点. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段上是否存在一点使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 43.(24-25高二上·广东·期末)如图,在三棱锥中,,,是线段上的点. (1)求证:平面平面; (2)若为线段的中点,求直线与平面所成角的正弦值; (3)若平面,为垂足,直线与平面的交点为,当三棱锥体积最大时,求的长. 44.(24-25高二上·海南海口·期末)在四棱锥中,底面是边长为的正方形,平面底面,.点分别是棱的中点. (1)求证:; (2)设平面平面,求直线与平面所成角的余弦值; (3)若点分别是棱的中点,平面与棱的交点为,则在线段上是否存在一点,使得,若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 45.(24-25高二上·山东·月考)如图,在四棱锥中,平面平面 为棱的中点. (1)证明: 平面; (2)若, (i)求二面角的余弦值; (ii)在棱上是否存在点,使得点到平面的距离是?若存在,求出的长;若不存在,说明理由. 考点10 空间向量中的最值问题 46.(24-25高二下·甘肃酒泉·期末)如图,在长方体中,,点E在棱AB上移动,点F是棱BC的中点. (1)求证:; (2)当E为AB中点时,求直线EF到平面的距离; (3)当AE等于何值时,平面与平面所成的角最小? 47.(24-25高二下·云南丽江·期末)如图,在直三棱柱中,,分别是,的中点.      (1)求证:平面; (2)若且,求平面与平面所成锐二面角余弦值的取值范围. 48.【多选题】(25-26高二上·浙江杭州·期中)棱长为2的正方体中,点在棱上运动,点是棱的中点,则下列说法正确的是(    ) A.若是棱的中点,则 平面 B.存在点使 C.若与平面所成的角记为,则 D.点到直线的距离最小值为 49.(25-26高二上·云南文山·月考)长方体中,,,为侧面内的一个动点,且,记与平面所成的角为,则的最大值为(   ) A. B. C. D. 50.【多选题】(24-25高二下·湖北荆门·期末)如图,在棱长为2的正方体中,点O为线段的中点,且点P满足(,),则下列说法正确的是(    ) A.若平面,则最小值为 B.若平面,则, C.若,则P到平面的距离为 D.若,时,直线与平面所成角为,则 33 / 35 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 专题04 空间向量与立体几何 考点01 空间向量的线性运算 1 考点02 空间向量共面定理 5 考点03 空间向量的数量积运算 7 考点04 空间向量坐标运算 9 考点05 空间向量研究平行与垂直 12 考点06 空间向量求点到直线与点到平面的距离 17 考点07 空间向量求线面角 20 考点08 空间向量求二面角 21 考点09 空间向量中的存在性问题 25 考点10 空间向量中的最值问题 27 考点01 空间向量的线性运算 1.(24-25高二下·江苏南京·期末)在三棱锥中,,,,且,,则等于(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】利用空间向量的线性运算,分析即得解. 【详解】 由题意,. 故选:D. 2.(24-25高二上·浙江台州·期中)向量与共线,且方向相同,则 . 【答案】14 【分析】根据共线得到等式,计算即可求得结果. 【详解】因为向量与共线,且方向相同, 所以,则, 得到,解得,, 所以, 故答案为:. 3.(24-25高二上·江西抚州·期末)如图,三棱锥中,,,,且,,则(    )    A. B. C. D. 【答案】C 【分析】利用空间向量的运算法则求解即可. 【详解】如图所示: . 故选:C. 4.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)在四面体中,,,,点满足,为的中点,且,则(   ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】利用空间向量的线性运算计算即可. 【详解】由题意 , 所以,解得, 故选:B 5.(24-25高二上·北京昌平·期末)已知四面体中,设,,,为的中点,为的中点,则用向量可表示为(   ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】根据空间向量的线性运算的几何表示可得. 【详解】 如图,, 故选:A 考点02 空间向量共面定理 6.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知M,A,B,C为空间中四点,任意三点不共线,且,若M,A,B,C四点共面,则的值为(    ) A.0 B.1 C.2 D.3 【答案】A 【分析】利用共面向量定理的推论求解即可. 【详解】依题意,,所以. 故选:A 7.(24-25高三上·广东深圳·月考)在三棱锥中,与中点分别为,点为中点.若在上满足,在上满足,平面交于点,且,则 . 【答案】 【分析】利用向量的线性运算,结合四点共面,即可得到结果. 【详解】 由题意得,, ∵,,,∴,,, ∴, ∵点四点共面, ∴,解得. 故答案为:. 【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是根据空间向量的线性运算得到,利用四点共面可知,即可得到的值. 8.(24-25高二上·天津·月考)在四面体中,空间的一点满足,若、、、四点共面,则(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据给定条件,利用空间向量的共面向量定理的推论列式计算即得. 【详解】在四面体中,不共面, 而 则 所以 故选:D 9.(21-22高二上·福建厦门·期中)已知动点在所在平面内运动,若对于空间中不在平面上的任意一点,都有,则实数的值为(    ) A.0 B.2 C. D. 【答案】B 【分析】由三点共面得到系数之和为,从而解出的值. 【详解】因为,动点在所在平面内运动,所以,解得. 故选:B. 10.(23-24高二上·山东枣庄·月考)如图,在正方体中,点M是上靠近点C的三等分点,点N满足,若N为AM与平面的交点,则t=(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据给定条件,利用空间共面向量定理的推论列式计算即得. 【详解】在正方体中,由点M是上靠近点C的三等分点, 得,于是, 由N为AM与平面的交点,得点共面,则,所以. 故选:C 考点03 空间向量的数量积运算 11.(25-26高二上·北京·期中)如图,在平行六面体中,,,则(    ) A. B.8 C.-4 D.4 【答案】C 【分析】根据空间向量加法的运算性质,结合空间向量数量积的运算性质和定义进行求解即可. 【详解】因为,, 所以 . 故选:C. 12.(25-26高二上·江苏南通·期中)如图,在棱长为2的正四面体中,已知是线段的中点,点在线段上,且. (1)用向量表示; (2)求; (3)求向量与夹角的余弦值. 【答案】(1) (2) (3) 【分析】(1)根据向量的线性运算法则,准确化简、运算,即可求解; (2)利用向量的模与数量积的关系求解即可; (3)利用向量的夹角公式计算即可求解. 【详解】(1) ; (2) (3)因为, 所以 . . 由正四面体的棱长为2,可得, 所以. 13.(22-23高二上·湖北咸宁·期末)如图所示,在棱长均为2的平行六面体中,,点M为与的交点,则的长为 . 【答案】 【分析】可以通过向量的加法将表示为其他向量的和,再利用向量的模长公式来求解. 【详解】根据向量加法三角形法则得到,, 即,即,展开得到, , 运用数量积公式计算得到. 因为,所以. 故答案为:. 14.(24-25高二下·福建宁德·期末)在三棱锥中,,,两两垂直,且,为的中点,为的中点,若为该三棱锥外接球上的一点,则的最大值为(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】由题意设为为中点,,故问题转换为求的最大值即可. 【详解】 设三棱锥的外接球的球心为, ,,两两垂直,且,则; 三棱锥的外接球的半径为 为的中点,为的中点,,设为为中点,则 ,   , 要使取到最大值,则必须达到最大,则、、三点要共线, 且满足,故 故选:D. 15.(24-25高二下·上海闵行·期末)已知正四面体的棱长为,空间中的动点满足,则的取值范围是 . 【答案】 【分析】根据向量的线性运算可得,即可得,再利用转化法可得向量数量积. 【详解】 如图所示,设中心为,则平面, 则, 即,即, 所以点在以为球心,为半径的球上, 由已知正四面体的棱长为, 则,, 则 , 故答案为:. 考点04 空间向量坐标运算 16.(22-23高二上·河南平顶山·月考)已知向量,. (1)求的值; (2)求向量与夹角的余弦值. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)根据向量模的坐标表示求解; (2)根据向量夹角的坐标表示求解. 【详解】(1),, ,, . (2)设与的夹角为,则,     ,,     ,, , , 向量与夹角的余弦值为. 17.(23-24高二上·广东东莞·月考)已知,,,若共面,则实数的值为(   ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】依题意可得,从而得到方程组,解得即可. 【详解】因为,,,且共面, 则存在实数满足,即, 所以,解得. 故选:B 18.【多选题】(22-23高二上·浙江温州·期末)已知空间向量,,下列说法正确的是(    ) A.若,则 B.若,则 C.若在上的投影向量为,则 D.若与夹角为锐角,则 【答案】ABD 【分析】对于A,结合向量垂直的性质即可求解;对于B,结合向量的四则运算即可求解;对于C,利用投影的几何意义即可求解; 对于D,根据向量的夹角公式即可求解. 【详解】对于A, , , 又,, 即, 解得,故A正确, 对于B, , , ,解得,故B正确, 对于C,在上的投影向量为,即, 代入坐标化简可得, 故,无解,故C错误, 对于D, 与夹角为锐角, ,解得, 且与不共线,即,解得, 则与夹角为锐角,解得,故D正确. 故选:ABD. 19.(24-25高一下·吉林长春·期末)求解回答以下问题 (1)已知向量,若,求的值; (2)已知向量,求上的投影向量. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)由平面向量平行及坐标表示即可运算求解; (2)利用空间向量的投影公式即可求解. 【详解】(1)由题意可得,由, 可得,解得:, 故的值为; (2)由题意可得上的投影向量为, 故得上的投影向量为. 20.(24-25高一下·重庆·期末)如图,在棱长为2的正方体中,M为棱的中点,点Q在底面正方形内运动,满足,则点Q的轨迹长度为(    ). A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据给定条件,建立空间直角坐标系,借助空间向量数量积确定点Q的轨迹即可. 【详解】 以为原点建立如图所示的空间直角坐标系,则, 设,则, 由,得,整理得, 所以点Q的轨迹是以点为圆心,1为半径的圆,此圆在正方形内部, 所以点Q的轨迹长度为. 故选:C. 考点05 空间向量研究平行与垂直 21.(25-26高二上·福建·月考)九章算术是我国古代的数学名著,书中将底面为矩形,且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图,在阳马中,平面,底面是正方形,,分别为,的中点,点在线段上,与交于点,,若平面,则(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】以点为坐标原点,,,的方向分别为,,轴的正方向建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,设,由求出a即可. 【详解】∵平面,平面, ∴,,又底面是正方形, ∴,则两两垂直, 以点为坐标原点,,,的方向分别为,,轴的正方向建立空间直角坐标系, 由,,分别为,的中点, 则, 设平面的法向量为,则, 令,得,设,则, ∵平面, ∴,则,即, 解得,故. 故选:D. 22.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知平面的一个法向量为,平面的一个法向量为,若,则(   ) A. B.1 C.2 D.4 【答案】B 【分析】根据向量垂直的性质,两个垂直向量的数量积为,由此可列出关于的方程,进而求解的值. 【详解】已知, 所以 解得: 故选:B. 23.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)如图,在三棱柱中,底面,,,,为的中点, 为侧棱上的动点. (1)求证:平面平面; (2)试判断是否存在,使得直线.若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2)存在, 【分析】(1)由条件证明,,结合线面垂直判定定理证明平面,再由面面垂直判定定理证明结论; (2)建立空间直角坐标系,设,求向量,的坐标,由条件列方程求即可. 【详解】(1)在三棱柱中,底面,平面, , ,为的中点, , , 平面, 平面, 平面, 平面平面; (2)以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,如图所示, ,,, 设,则,,, 若,则,解得, 所以存在,使得直线,此时. 24.(24-25高三上·广东深圳·期末)已知正方体的棱长为3,点是侧面上的一个动点(含边界),点在棱上,且,当与垂直时,点的运动轨迹长度为 . 【答案】 【分析】建系标点,设,根据垂直关系可得轨迹方程,进而可得轨迹长度. 【详解】以为坐标原点,分别为,建立空间直角坐标系, 则,设, 可得, 因为,则, 整理可得,即点的轨迹方程为, 令,则;令,则; 可知点的轨迹即为点与两点之间的线段, 所以轨迹长度为. 故答案为:. 25.(24-25高二上·北京平谷·期末)如图,正方体中,、分别是、上的中点,是上的动点.下列结论错误的是(    ) A.存在点,使得平面 B. C.平面截正方体所得截面为等腰梯形 D.平面平面 【答案】B 【分析】通过建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,写出相关点的坐标,求得相关向量的坐标,利用空间向量的相关运算即可判断线面、线线以及面面之间的位置关系,逐一判断A,B,D项,对于C,只需通过作截面,说理计算即可判断. 【详解】 如图建系,设正方体的棱长为2. 对于A,易得, 因是的中点,故,点在上,设, 则, 平面的法向量可取为, 由,解得,即存在,使得平面, 此时,点恰为的中点,故A正确; 对于B,由上建系,则, 由,可知与不垂直,故B错误; 对于C,如图,取的中点为,连接,易得, 因,则得,故有,则, 又平面平面,平面平面, 故即为平面与平面的截线, 又,故平面截正方体所得截面为等腰梯形,故C正确; 对于D,由上建系,因为的中点,则,, 设平面的法向量为, 则,故可取, 又, 设平面的法向量为, 则,故可取, 由,可得, 故平面平面,即D正确. 故选:B. 考点06 空间向量求点到直线与点到平面的距离 26.(24-25高二上·辽宁·月考)在空间直角坐标系中,直线经过点,且其方向向量,则点到直线的距离为(   ) A. B. C.3 D. 【答案】D 【分析】由点到直线的距离的向量公式即可求解. 【详解】由题意可得与同向的单位向量 点到直线的距离. 故选:D 27.(25-26高二上·河北保定·月考)如图,在正四棱台中,分别是棱的中点.若正四棱台的体积是28,则点E到直线的距离是(   )    A. B. C. D. 【答案】C 【分析】以O为坐标原点,的方向分别为x,y,z轴的正方向,建立空间直角坐标系.利用空间向量法求出点到直线的距离即可. 【详解】设正方形的中心分别为,棱的中点为H,连接,易证两两垂直, 则以O为坐标原点,的方向分别为x,y,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系. 因为正四棱台的体积是28,所以, 即,解得,则, 所以,故点E到直线的距离.    故选:C 28.(25-26高三上·上海松江·期末)已知四棱锥的底面是直角梯形,,,,是边长为2的正三角形,侧面底面ABCD. (1)证明:; (2)求点到平面的距离. 【答案】(1)证明见解析 (2) 【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用空间向量证明线线垂直. (2)利用空间向量求点到平面的距离. 【详解】(1)取中点,中点,连接,. 因为为等边三角形,所以, 又平面平面,平面平面,平面, 所以平面. 平面,所以, 又底面是直角梯形,,所以. 又分别为,中点,所以,所以. 所以两两垂直. 故以为原点,建立如图空间直角坐标系, 因为,所以,,,. 所以,. 因为. 所以,所以. (2)由(1)得,,,. 设平面的一个法向量为, 则 ,令,可得. 所以点到平面的距离为:. 29.(25-26高二上·北京·期中)在三棱锥中,,,,则点P到平面的距离为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】求出平面的法向量,利用点到平面的距离公式求解即可. 【详解】因,,, 设平面的法向量为, 则,故可取, 所以点P到平面的距离为; 故选:C 30.(25-26高二上·山西太原·月考)如图,且,,且,且,平面,... (1)若为的中点,为的中点,求证:平面; (2)求点到线段的距离. 【答案】(1)证明见解析 (2) 【分析】(1)以为坐标原点,建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,再利用空间位置关系的向量证明推理即得. (2)利用空间点到直线的距离公式计算即可. 【详解】(1)由,平面,得直线两两垂直, 以为坐标原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系, 则, , 设平面的法向量为,则,令,得, 显然,即,而直线平面, 所以平面. (2)由(1)知, 所以点到直线的距离. 考点07 空间向量求线面角 31.(24-25高二下·广东湛江·期末)如图,已知四棱锥,底面,圆为底面的外接圆,是直径,,. (1)求证:平面平面; (2)求直线与平面所成的角的正弦值. 【答案】(1)证明见解析 (2) 【分析】(1)由线面垂直得出线线垂直,利用圆的性质得出线线垂直,进而得出线面垂直,进而证明面面垂直; (2)利用垂直关系建立空间直角坐标系,结合已知条件得出相关点坐标和向量坐标,求出平面法向量,利用直线所在向量与平面法向量夹角的余弦值得出线面角的正弦值. 【详解】(1) 底面,底面, , 又圆为底面的外接圆,是直径, , ,平面,, 平面, 平面, 平面平面. (2)以为坐标原点,建立下图所示空间直角坐标系, 由,得, , ,,, 设平面的一个法向量为, ,, 设直线与平面所成角为,, , 直线与平面所成的角的正弦值为. 32.(25-26高二上·陕西榆林·期中)如图,正方体的棱长为2,,分别是棱,的中点,过作平面,使得,以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则直线与平面所成角的正弦值为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】求出相关点的坐标和相关平面的法向量,再利用空间向量的夹角公式计算即得. 【详解】因正方体的棱长为2,由图易得: ,,,,, 而,分别是棱,的中点,可得,, 则,,设平面的法向量为, 依题意在平面上,所以,则, 因为,所以,则, 令,,,故, 而,设直线与平面所成角为, 可得,故C正确. 故选:C 33.(2025高二上·全国·专题练习)正多面体被古希腊圣哲认为是构成宇宙的基本元素,加上它们的多种变体,一直是科学、艺术、哲学灵感的源泉之一.如图,该几何体是一个高为4的正八面体,G为的中点,则异面直线与平面所成角的正弦值为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】连接交于点,连接,建系标点,求直线的方向向量和平面的法向量,利用空间向量求线面夹角. 【详解】连接交于点,连接, 因为该几何体是一个高为4的正八面体, 所以,,, 设棱长为,则,, 所以在中,,即,解得, 以所在直线为轴,建立如图所示空间直角坐标系, 则, 所以,平面的法向量为, 设直线与平面所成的角为, 所以. 故选:A. 34.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图,在四棱锥中,平面,,,,,为中点. (1)求证:平面; (2)求三棱锥的外接球的体积; (3)线段上(不含端点)是否存在点,使得与平面所成角为?若存在,确定点的位置;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析; (2); (3)存在为靠近的处或中点,满足要求. 【分析】(1)若是的中点,连接,易得四边形为平行四边形,则,再由线面平行的判定证明结论; (2)首先注意是长宽高分别为的长方体的一部分,再求出外接球的半径,即可求球体的体积; (3)构建合适的空间直角坐标系,标出相关点坐标并设且,再求出与平面的方向向量、法向量,应用向量法求线面角得到方程,即可得结论. 【详解】(1)若是的中点,连接,又为中点,则,, 由且,所以,, 所以四边形为平行四边形,则, 平面,平面,则平面; (2)由平面,即平面,平面,则 由,,则, 且都在平面内, 所以平面,易知是长宽高分别为的长方体的一部分, 所以为长方体的体对角线,且与该长方体的外接球重合,故, 所以外接球半径,则外接球的体积为; (3)构建如上图示的空间直角坐标系,则且, 所以, 若是平面的一个法向量,则,取,则, 由与平面所成角为,则, 所以,可得,可得或, 综上,存在为靠近的处或中点时,与平面所成角为. 35.(24-25高二下·河南洛阳·期末)如图,在四棱锥P-ABCD中,平面平面ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,,,E是BC的中点,点Q在侧棱PC上.    (1)求证:; (2)是否存在点Q,使DC与平面DEQ所成角的正弦值为,若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2)存在,或. 【分析】(1)取AD中点O,连接OP,OB,结合等边三角形的性质利用线面垂直的判定定理得平面PBO,进而利用线面垂直的性质定理证明即可; (2)建立空间直角坐标系,设,,则,求出平面DEQ的法向量,利用线面角的向量公式列方程求出,即可得解. 【详解】(1)证明:取AD中点O,连接OP,OB. ∵,∴, 在菱形ABCD中,,可得为等边三角形, ∴,又∵PO,平面PBO,且, ∴平面PBO,∵平面PBO,∴.    (2)解:∵,平面平面ABCD,平面平面, 且平面PAD,∴平面ABCD, 以O为坐标原点,OA,OB,OP所在直线分别为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系, 则,,,, 假设存在点Q满足题意,设,, 则, ∴,,,, 设平面DEQ的法向量为, 则 令,则,,∴. 设DC与平面DEQ所成角为,则,解得或. ∴存在点Q,使得DC与平面DEQ所成角的正弦值为,此时或. 考点08 空间向量求二面角 36.(2025·河北保定·二模)如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,,,平面为棱上的动点.    (1)当为棱的中点时,证明:平面; (2)若,求平面与平面夹角的余弦值. 【答案】(1)证明见解析 (2) 【分析】(1)取的中点,连接,,求证,即可求解; (2)建立空间直角坐标系,求得平面法向量,代入夹角公式即可. 【详解】(1)取的中点,连接,,    因为为的中点,所以, 因为,所以, 所以四边形为平行四边形,所以 又平面平面,所以平面. (2)因为平面, 在平面内,所以, 即两两垂直, 故可以为原点,所在直线分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系. 则 因为,所以, 所以.   设平面的法向量为, 则,取,得,所以 因为平面,所以平面. 所以为平面的一个法向量. 设平面与平面的夹角为,    则. 所以平面与平面夹角的余弦值为. 37.(25-26高二上·四川南充·期中)如图1,在平行四边形中,,,如图2,沿将折起到的位置,使得点到点的距离为,则二面角的余弦值为(    )    A. B. C. D. 【答案】D 【分析】解法一:设二面角的大小为,则,由结合空间向量数量积的运算性质可求得,即可得出的值,即为所求; 解法二:设二面角的大小为,则,求出的值,即可求出的值,即为所求. 【详解】解法一:翻折前,在平行四边形中,,,则, 翻折后,则有,, 由题意可得,,, 设二面角的大小为,则, 由, 得, 因为,所以, 解得,则, 故二面角的余弦值为. 解法二:翻折前,在平行四边形中,,,则, 则, 翻折后,则有,,, 设二面角的大小为,则, 由题意可得,,, 因为,故, 即,故, 因为, 所以. 故二面角的余弦值为. 故选:D. 38.(25-26高二上·陕西商洛·期中)如图,已知直三棱柱,,,为的中点.    (1)求点到平面的距离. (2)求二面角的余弦值. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)建立空间直角坐标,利用坐标法求点到面的距离即可; (2)利用向量的夹角公式即可求解. 【详解】(1)由题意有:, 以为坐标原点,分别以方向为轴,建立空间直角坐标系,如图,    由,所以, 所以, 设平面的法向量为, 所以,令,得, 所以点到平面的距离为:, 所以点到平面的距离为; (2)由(1)有平面的一个法向量为, 显然平面的一个法向量为, 所以, 所以二面角的余弦值为. 39.(25-26高二上·湖北孝感·月考)如图,在四棱锥中,平面,,,,,点是四边形内部的一点,且平面与平面的夹角为,则点的轨迹的长度为(   )    A. B. C. D. 【答案】D 【分析】由平面与平面的夹角为,知点在以为端点的一条线段上,再利用向量法求解。 【详解】如图,以为坐标原点,以,,所在直线分别为,,轴建立空间直角坐标系,    则. 由平面与平面的夹角为,知点在以为端点的一条线段上, 设直线与轴的交点为,平面的一个法向量为, 设平面的法向量为,, 则取,故平面的一个法向量为. 又由平面与平面的夹角为,得 , 解得,所以点的轨迹的长度为. 故选:D. 40.(25-26高二上·陕西西安·月考)如图1,在梯形ABCD中,,,.将沿BD折起到的位置,如图2,记二面角的平面角为.    (1)若,求PB与平面PCD所成角的余弦值; (2)若,求平面PBC与平面PCD夹角的余弦值; (3)若点B到平面PCD的距离为,求. 【答案】(1) (2) (3) 【分析】分析图1折叠到图2后,有哪些量是不变的量,并找到底面的垂直关系,建立空间直角坐标系,根据已知条件分别确定3个小题中点P的坐标,然后利用向量分别解决对应小题中的问题. 【详解】(1)取棱BD的中点E,棱CD的中点F,连接PE,PF,EF. 图1中:因为梯形ABCD中,,,, 所以所以. 中,由余弦定理得: 所以.所以,所以. 图2中,所以; 因为,所以,所以. 以点E为坐标原点,ED所在直线为x轴,EF所在直线为y轴建立空间直角坐标系.则. 若,则所以,且 因为平面,且,所以平面. 所以点,则,. 设平面的法向量为,则, 所以,令,则, 所以平面的一个法向量为. . 所以PB与平面PCD所成角的正弦值为, 所以PB与平面PCD所成角的余弦值为. 方法二:中,,所以. 所以,. 因为,所以点B到平面的距离. 所以PB与平面PCD所成角的正弦值为, 所以PB与平面PCD所成角的余弦值为.    (2)由(1)知:.以点E为坐标原点,ED所在直线为x轴, EF所在直线为y轴建立空间直角坐标系. 则, 设 ,则,,所以. 因为,,,所以, 解得:,所以, . 设平面的法向量为,由得. 令,则.所以平面的一个法向量为, 设平面的法向量为,由得. 令,则.所以平面的一个法向量为. . 所以平面PBC与平面PCD夹角的余弦值为. (3)由(1)知:.以点E为坐标原点,ED所在直线为x轴, EF所在直线为y轴建立空间直角坐标系. 则, 设 ,则,. 因为,,所以,所以:. 因为. 设平面的法向量为, 由得. 令,则.所以平面的一个法向量为. 因为,所以点B到平面PCD的距离为, 整理得:,所以,或(舍去). 所以,所以. 考点09 空间向量中的存在性问题 41.(25-26高二上·云南·月考)如图,在四棱锥中,是边长为4的等边三角形,底面四边形为菱形,,平面平面,为棱的中点,记平面和平面的交线为. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段(不含端点)上是否存在一点,使得直线与平面所成角的正弦值为?若存在,求的位置;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2) (3)存在,或 【分析】(1)利用菱形性质和线面平行判定定理证明平面,然后结合线面平行的性质定理可证; (2)取的中点,以所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,根据点到平面的距离的向量公式计算即可; (3)利用线面角的向量公式列方程求解可得. 【详解】(1)∵四边形为菱形,∴, ∵平面,平面,∴平面, ∵平面,平面和平面的交线为,∴ (2)取的中点,连接, ∵是边长为4的等边三角形,∴, ∵四边形为菱形,,∴为等边三角形,, ∵平面平面,平面平面,平面,, ∴平面, 如图,以为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系, 则, , 设平面的一个法向量为, 则,取,得, 所以平面的一个法向量为, ∴点到平面的距离. (3)假设在线段(不含端点)上存在一点, 使得直线与平面所成角的正弦值为. 设,由(2)知, 则, 由(2)知平面的一个法向量, 因为直线与平面所成角的正弦值为, ∴. 整理得,解得或, 所以在线段 (不含端点)上存在点, 当或时,直线与平面所成角的正弦值为. 42.(25-26高二上·陕西咸阳·月考)如图,在多面体中,平面平面四边形为平行四边形, 为的中点. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段上是否存在一点使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2) (3)存在, 【分析】(1)由余弦定理求出,由勾股定理得,由面面垂直的性质定理可证得平面从而得到; (2)由(1)得两两垂直,所以以所在的直线分别为轴轴轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求得点到平面的距离; (3)假设线段上是否存在一点使得平面与平面的夹角的余弦值为.设根据(2)建立的空间直角坐标系,根据平面与平面夹角的向量求法,构建关于的方程,求出的值,即可求得的值. 【详解】(1)证明:在中,因为 所以 所以所以 又平面平面平面平面平面 所以平面 又平面所以. (2)由(1)知平面 平面,所以又所以两两垂直. 以所在的直线分别为轴轴轴建立如图所示的空间直角坐标系,则 因为四边形是平行四边形,所以,所以, . 设平面的一个法向量 因为 所以即 令则所以 所以点到平面的距离. (3)假设线段上是否存在一点使得平面与平面的夹角的余弦值为. 设由(2)知,则 所以 设平面的一个法向量因为 所以即 令则所以 由(2)知平面的一个法向量为: 设平面与平面的夹角为则 解得或(舍). 所以存在点使得满足要求,此时即. 43.(24-25高二上·广东·期末)如图,在三棱锥中,,,是线段上的点. (1)求证:平面平面; (2)若为线段的中点,求直线与平面所成角的正弦值; (3)若平面,为垂足,直线与平面的交点为,当三棱锥体积最大时,求的长. 【答案】(1)证明见解析 (2) (3) 【分析】(1)取的中点,连接、,推导出平面,再利用面面垂直的判定定理可证得结论成立; (2)点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得直线与平面所成角的正弦值; (3)设,设,根据空间向量的坐标运算求出点的坐标,将三棱锥的体积表示为关于的函数关系式,利用基本不等式求出三棱锥体积的最大值,利用等号成立的条件求出的值,可得出点、的坐标,求出平面的一个法向量,设,求出的坐标,根据求出的值,即可得解. 【详解】(1)取的中点,连接、, 因为,,则,   所以,所以,所以, 又因为,所以,则, 又因为,所以, 又因为,,、平面,所以平面, 又因为平面,所以平面平面. (2)因为平面,, 以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立如下图所示的空间直角坐标系,    则、、、, 当点为的中点时,,,,, 设平面的一个法向量为,则, 取,则, 所以,, 故当为的中点时,直线与平面所成角的正弦值为. (3)设,因为,其中, 所以,,可得,即点, 因为平面,则点,, , 当且仅当时,即当时,等号成立, 故当点为线段的中点时,三棱锥的体积取最大值, 此时,点,    由(2)可知,此时,平面的一个法向量为, 设,其中, 则, 因为平面,则, 所以,,解得, 所以,,所以,即的长为. 44.(24-25高二上·海南海口·期末)在四棱锥中,底面是边长为的正方形,平面底面,.点分别是棱的中点. (1)求证:; (2)设平面平面,求直线与平面所成角的余弦值; (3)若点分别是棱的中点,平面与棱的交点为,则在线段上是否存在一点,使得,若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2) (3)存在, 【分析】(1)设,连接PO,进而说明,从而得到底面,得到,即可求证; (2)先说明直线l与平面DMN所成角即为直线CD与平面DMN所成角,再由(1)建系,利用线面角的向量法公式即可求解; (3)记,,结合向量垂直的坐标表示即可求解; 【详解】(1)记,连接PO, 因为底面ABCD是边长为的正方形, 所以. 因为,所以. 因为平面底面ABCD,且平面底面平面PAC, 所以底面 因为底面,所以,所以. (2)易知,又因为平面,所以平面PAB, 又因为平面PCD,平面平面,所以,所以直线l与平面DMN所成角即为直线CD与平面DMN所成角 由(1)知,可以为坐标原点建系如图所示, 由(1),, ,三角形为直角三角形,所以. 则, , 所以 设平面DMN的法向量为, 因为,所以 令,可得.所以 设直线CD与平面DMN所成角为,则, (3)记,可得,所以. 由可得,解得, 所以. 记,可得, 所以,若,则,解得,所以, 故在线段BC上存在一点,使得,此时. 45.(24-25高二上·山东·月考)如图,在四棱锥中,平面平面 为棱的中点. (1)证明: 平面; (2)若, (i)求二面角的余弦值; (ii)在棱上是否存在点,使得点到平面的距离是?若存在,求出的长;若不存在,说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2)(i),(ii)存在, 【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,可得,即可根据线面平行的判定定理证明结论; (2)(i)建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,利用向量的夹角公式即可求解; (ii)设,,根据点面距离的向量法即可求出,进而求出的值. 【详解】(1)取的中点,连接,,如图所示: 为棱的中点, ,,,,,, 四边形是平行四边形,, 又平面,平面, 平面; (2) ,,, ,, 平面平面,平面平面, 平面, 平面, 又,平面,,,由, 以点为坐标原点,,,所在直线分别为,,轴建立空间直角坐标系,如图: 则,,,,,, (i)故, 设平面的一个法向量为, 则,令,则,, , 平面的一个法向量为, 则,令,则,,故, ,, 由于二面角的平面角为锐角,故二面角的余弦值为; (ii)假设在线段上是存在点,使得点到平面的距离是, 设,,则,0,,0,, 由(2)知平面的一个法向量为,,, , 点到平面的距离是, ,. 考点10 空间向量中的最值问题 46.(24-25高二下·甘肃酒泉·期末)如图,在长方体中,,点E在棱AB上移动,点F是棱BC的中点. (1)求证:; (2)当E为AB中点时,求直线EF到平面的距离; (3)当AE等于何值时,平面与平面所成的角最小? 【答案】(1)证明见解析 (2) (3)2 【分析】如图建立空间直角坐标系.(1)由可完成证明; (2)直线EF到平面的距离即为点E到平面的距离,由题可得平面的法向量,则点E到平面ACD1的距离为; (3)由题可得平面与平面法向量,据此可得平面与平面所成的角余弦值关于m的表达式,然后可得答案. 【详解】(1)以D为坐标原点,,,分别为x,y,z轴的正方向,以1为单位长度建立空间直角坐标系如图,设, 则,,,,, 证明:因为,,所以, 所以,所以; (2)因为E为AB的中点,点F是棱BC的中点, 所以,则易得平面, 所以直线EF到平面的距离即为点E到平面的距离, 又,从而,,, 设平面的法向量为,则 即所以令,从而, 所以点E到平面的距离为. (3)设平面法向量为,因为,,由,即所以 令,从而, 平面的法向量为, 设平面与平面所成的角为, 依题意有, 所以当时,取最大值,此时,角取到最小值, 即时,平面与平面所成的角最小. 47.(24-25高二下·云南丽江·期末)如图,在直三棱柱中,,分别是,的中点.      (1)求证:平面; (2)若且,求平面与平面所成锐二面角余弦值的取值范围. 【答案】(1)证明见解析 (2). 【分析】(1)连接,,即证,利用线面平行的判断定理即可求解; (2)建立空间直角坐标系,利用向量夹角公式即可求解. 【详解】(1)如图,连接,,由已知得四边形是矩形, 故与交于点,且点为中点, 又是的中点,所以. 又平面内,平面, 所以平面; (2)由于在直三棱柱中, 平面底面,且平面平面 故过在平面内作直线, 所以直线平面, 又,平面, 所以,, 由于直线,,两两垂直, 故分别以直线,,为轴、轴、轴,建立如图所示坐标系.    由于,设,则, 故,,,,设点, 由于,,, 所以,即,故, 设平面的法向量为,,, 由于,所以 令,则,即, 又平面的一个法向量为, 设平面与平面所成角为,则, 由于,所以, 所以平面与平面所成角的余弦值的取值范围是. 48.【多选题】(25-26高二上·浙江杭州·期中)棱长为2的正方体中,点在棱上运动,点是棱的中点,则下列说法正确的是(    ) A.若是棱的中点,则 平面 B.存在点使 C.若与平面所成的角记为,则 D.点到直线的距离最小值为 【答案】ACD 【分析】对于A,利用中位线定理与平行四边形的性质,结合线面平行的判定,可得其正误;对于B,根据勾股定理以及余弦定理,结合一元二次方程有解的条件,可得其正误;对于C,由题意建立空间直角坐标系,计算平面的法向量,结合线面角的向量公式,可得其正误;对于D,根据线面垂直可得距离的垂线段,结合勾股定理,可得其正误. 【详解】对于A,由题意取的中点为,并连接,作图如下: 在正方体中,由分别为的中点, 则易知,且, 所以在平行四边形中,, 因为平面,平面,所以平面,故A正确; 对于B,由题意作图如下: 设,则,, ,, 在中, , 令,化简可得, 由,则方程无实数解,故B错误; 对于C,以为原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系,作图如下: 则,,,, 取,,, 设平面的法向量为,则, 令,则,所以平面的一个法向量, 可得 , 当时,,当时,令, 由函数在上单调递减,则, 所以,可得, 综上可得,故C正确; 对于D,取的中点,连接交于, 在平面内,过作于,连接,,,作图如下: 在正方形中,易知,, 在正方体中,易知, 因为,平面,所以平面, 因为平面,所以, 由,当且仅当重合时,等号成立, 在中,,在中,由,则, 所以,即到的距离最小值为,故D正确. 故选:ACD. 49.(25-26高二上·云南文山·月考)长方体中,,,为侧面内的一个动点,且,记与平面所成的角为,则的最大值为(   ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】先建立空间直角坐标系,然后求出点的位置坐标,然后根据向量的夹角求出的最大值即可. 【详解】以为坐标原点,以所在直线为轴建立空间直角坐标系,如图所示. 则,. 所以. 因为,所以. 所以,所以. 因为向量是平面的一个法向量, 所以. 因为,所以. 所以. 因为,所以当时,取最小值为. 此时取最大值为. 故选:A.    50.【多选题】(24-25高二下·湖北荆门·期末)如图,在棱长为2的正方体中,点O为线段的中点,且点P满足(,),则下列说法正确的是(    ) A.若平面,则最小值为 B.若平面,则, C.若,则P到平面的距离为 D.若,时,直线与平面所成角为,则 【答案】ACD 【分析】根据空间向量法计算线面平行结合基本不等式计算判断A,应用线面垂直的向量表示计算判断B,根据点到平面距离公式计算求解判断C,应用线面角公式计算判断D. 【详解】如图,以点D为坐标原点,以、、所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系, 则有,,,,,,,,, 则,,, 对于A:,,. 设平面的一个法向量为,则有,令,则,故. 因为,平面, 所以,得,又因为,,所以, 当且仅当时,等号成立,所以的最小值为,故A正确; 对于B:,则, 若平面,则有,即, 解得,,故B错误; 对于C:若,则,则到平面的距离为,故C正确; 对于D:,当,时,, 则, 当时,, 当时,, 当且仅当时,等号成立,故,即,故D正确. 故选:ACD. 33 / 35 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题04 空间向量与立体几何10大考点(高效培优期末专项训练)高二数学上学期北师大版
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