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高一数学试卷
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项
是符合题目要求的.
1.设i为虚数单位,已知复数z=1+i,则zi=()
A.-1-i
B.-1+i
c 1-i
D 1+i
【答案】B
【解析】
【详解】2i=(1+i)i=-1+i
2.已知向是a=(2,4),6=(x),且ā1万,则x的值为
1
A.-2
B.2
C.2
D.2
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,利用6=0
,列出方程,即可求解。
【详解】由题意,向量a=(2,4),6=(x,1)】
因为ā1万,可得a-b=2x+4×1=0,解得x=-2
故选:A
3.己知圆锥的底面半径为4,高为3,则该圆锥的侧面积为()
A.40z
B.247
C 20z
10π
D
【答案】C
【解析】
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【详解】由圆锥的底面半径为4,高为3,得该圆锥的母线=V4+32=5,
所以该圆锥的侧面积为S=π×4×5=20π.
4在平面直角坐标系xO中,已知等腰△ABC的底边AB在轴上,AB=2,AC=V5,
按斜二测画
△ABC
法所得
的直观图为
4BC,则△ABC
的面积为()
2
2
A.
4
B.2
C.2
D.4√2
【答案】B
【解析】
【分析】先计算原等腰三角形的面积,再利用斜二测画法下直观图与原图形的面积比例关系求解。
【详解】由题意得等腰△ABC的底边AB=2,腰4C=V5
1
AB.h=-×2×2=2
所以等腰△ABC的面积是2
2
因为斜二测画法中S直现图=
所以△4A'B'C'的面积为S直观图=
5x2-2
4
2
5.若平
an平百B=l,Aea.B∈a.Cea,DeB,DEl,则直线4B与CD
平面
不可能()
A.相交
B.垂直
C.平行
D.异面
【答案】C
【解析】
【分析】利用平面基本性质推导两直线平行时会与己知条件矛盾,进而判断不可能的位置关系.
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【详解】选项A:若直线AB与交线I交于点C,此时AB与CD相交,故相交是可能的,A不符合要求:
选项B:如图直线AB/IL,CD⊥I则AB L CD,B不符合要求:
D
选项C:假设AB/CD,根据平行直线共面的性质,AB与CD确定唯一平面Y,
由于C∈a,ABCa,平面a内过点C有且仅有一条直线与AB平行,因此CDCa,可得D∈a,
又DeB,故Deaop-=l,与腿设DEl矛盾,因此4B与CD
,故
不可能平行,C符合要求;
选项D:令AB/I儿,且直线CD与I相交,此时AB与CD既不平行也不相交,为异面直线,故异面是可
能的,D不符合要求。
、7
7
A.9
B.9
c.9
D.9
【答案】D
【解析】
【分析】根据诱导公式结合二倍角公式即可求解,
【详解】由题意得:
g如[臣o+】-m2a副
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=1-2sin2
7.如图,在正方体
BCD-4BCD中,已知M,N分别为棱B6,CD的中点,过A,M,N=
点的平面交
BG于点P,设BP=PC,则2=)
D
C
B
M
D
B
A.2
B.1
c.2
D.3
【答案】C
【解析】
【分析】延长AM交48的延长线于点G,连接GN交BG于点P,利用相似三角形的性质求解线段长
度比
D
N
B
【详解】
D
M
B
延长AM交48的延长线于点G,连接GN,如图所示
因为M为BB的中点,且在正方体中1B1A8,所以△1BM=AGBM
,所以
BG=AB
BG=1
设正方体的棱长为1,则
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因为P为平面AMN与棱B,G的交点,且G,N均在平面AMW与平面4BCD的交线上,
G,P,N
所以
三点共线
在平面4BCD中,过点N作K上48于点K,因为N为CD的中点,所以K为4B的中点,
且K=BC=1,BK=
2
BP-GB=GB12
因为B,P⊥AB,所以BP1INK,所以AGB,P~aGKN,所以
NK GK GB+BK 1+
13
3
3
又B,C=1,所以
PC=BG-RP=1-2-1
33
.1
2
因为BP=PC,所以33,解得元=2.
8.已知梯形ABCD中DCI/BDC=
2
,动点E在边BC上(不含端点B,C),AE交BD
于点F,过A作AH⊥BD于点H,若A=4,则C下A丽=()
4.8
B.4
D 8
【答案】A
【解析】
【分析】利用向量的加法转化,从而得到CF=CD·,再利用共线向量转化为
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CF.AH=-14B.AH
,最后利用数量积公式转化求解.
【详解】
CF.AH =CD+DFAH CD.AH+DF.AH
因为4H⊥BD,所以A⊥DF,所以DFA丽=0,
DC=1
AB CD=-1AB
所以CF·AH=CD·AH,因为2
,所以
所u厅.=号6须=到os∠48
因为孤cos∠HMB-a丽所示.ǖ=f-×=-8
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题
目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
1
9设i为嘘数单位,已知复数2=2+bi(b∈R)
若z·z=1,则()
A.6s1
2
B.z3=1
C2-∈R
2
D.2-1>1
【答案】BD
【解析】
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1
7-
【分析】先求z,进而求得b,即可判断A,计算z即可判断B,计算z即可判断C,计算2-1即可
判断D.
【带架1击:=子东,酸-(分+物〔分肉=1,期海6
改A民,-司的子红-公=方i
6=±3
产产司名〔小4-子1,改8E商
-bI
-bi
44
1宁-2--层-51.m
2
10,设M是△ABC所在平面内一点,记MM=xAB+yAC(x,yeR),则()
=2 y=1 BM=IMC
A当=3,y=
3时,
●
B当x=2y=1
时,C是线段BM的中点
211
c当=3,y
3时,M是△ABC的重心
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3
1
x+y=
D.当
4时,△MBC的面积是△ABC面积的4
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据平面向量基本定理的应用,结合向量线性运算、三角形重心性质、共线向量等知识点,逐一
验证各选项即可求解
21
【详解】选项A,当=3少=5
AM-24B+14C
3时,可得
3
3
BM-AM-AB--34B+14C-3BC
3
3
玩=花--号c函-c,符w-c
3
3
3
,故A正确:
选项B,当=2,y=时,AM=2AB-AC
CM=AM-AC=2AB-24C=2CB
即B是线段CM的中点,不是C是BM中点,故B错误:
AM-1AB+AC
选项C,若M是△ABC的重心,则
3
3
设BC的中点为D,
AD-(AB+AC)
重心分中线为2:1,
3
11
所以当x=3y3
3时,M是△ABC的重心,故C正确;
选项D,由题意得△MBC与△ABC具有同底BC,则面积比等于对应高的比值,
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如图,作出符合题意的图形,以B为原点建立平面直角坐标系,
C
设B0,0),Cc,0),Aa,b),Mp,9),得到B=(←a,-b)
AM=(p-a,q-b)AC=(c-a,-b)
因为4M=xAB+yAC,所以9-b=-b+八,解得9=b0-x-),
而△MBC的高为b1-x-列,△ABC的高为l,
b1-x-以=l-x-川,
则AMBC与A4BC的面积比为阿
当+y=
,画比为小-一-,
3
即△MBC的面积是△ABC面积的4,故D正确
11.如图,在正四棱柱
1CD-ABCD中,已知B=2,M4=3,点E在棱14上,4E=2EM,
动点F在线段BD上(不含端点B),平面4BF与平面DCCD交于直线',则()
D
B
A.I//BB
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B.不存在点F,使得
E⊥AF
C.∠AFE的最大值为6
交
D.1与平面BEF所成角的最大值为4
【答案】ABC
【解析】
【分析】由线面平行的判定定理及性质定理可判断A:假设存在点F,使得B,E1AF
由线面垂直的判
定定理及性质推得矛盾可判断B正确;利用两角差的正切公式求出an∠4FE
的最大值,从而得到
∠AFE
的最大值,判断C:根据线面角的定义,利用等体积法,结合二次函数最值求法,求得与平面
BEF
所成角的最大值,判断D
【详解】对于A,由正四棱柱的性质得DD/4,DD,BB
因为DD¢平面4EF,MC平面4EF,所以DD/平面AEF
又DDC平面DCCD,平面4EF与平面DCCD交于直线',
所以DDI所以'BB所以A正确
对于B,假设存在点F,使得BE1AF
过F作GHD,且分别交CD
、CD,AB.G,H
于点
则GHw4D,AH<AB
正四棱
ABCD-AB,CD中,
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AD上48,4D,上M,ABn=A,4B,MC平面1BBA,
所以4D上平面1BBA,
因为B,EC平面1BBA,所以4D,1B,E
4B04F=A,AD,AFC平面AD,GH
所以BE上平面4D,GH,所以BEL4H
矩形
BB4中,AE=48=2,所∠AEB=45°
以24H=41=45”,所以n=4=3B
与假设矛盾,所以假设不成立,故B正确
B
B
H B
对于C,正四棱
ABCD-ABCD中,AM上平面ABCD
所以44上AF所以a∠AFA=44-3
AFAF,
tan∠AFE=AE、1
AFAF,
tan∠A,FE=tan(∠A,FA-∠EFA)
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31
tan∠AFA-tan∠EFA=4gAF
2
l+tan∠4.FAtan∠EFAI+J了
AF AF
AF+3
AF
因为+26
当AF3
当且仅当F亦=V5
时,等号成立,
所以0<tan∠4FEs,2=V5
2√33,
π
所以当AF=V3时,∠AFE取得最大值6.故C正确,
B
对于D,因为'〃BB,所以'与平面BEF所成角等于BB与平面BEF所成角,记为0,
设点B到平面BEF的距离为h,点F到平面BBE的距离为d,则
BB 3.
过F作GH,AD,且分别交C
CD,AB G,H FH=d,0<d<2
于点
,则
FG=2-d,AH=DG=2-d
所以BE=VAE2+AB=2V2
EF=VAE2+AF2=AE2+FH2+AH2=1+d2+(2-d)=2d2-4d+5,
BF=BB2+BF2=9+2d2
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所以cos∠EBF=
,E2+B,F2-EF28+9+2d2-(2d2-4d+5)
d+3
2B,E×B,F
2×2√2×V9+2d2
V2xV9+2d2,
所以sin∠EB,F=V1-cos2∠EBF=
V3d2-6d+9
2×V9+2d2
所以A8Br的积为5ag×25x9+2G6+9
V2×V9+2d2
v3d2-6d+9
=BB,×AB=3
Γ2
1
B-BEF=
S
由
J。BEFh=,S服rd
3
S.BBFd
3d
3
h=
得
SBEF
V3d2-6d+9
96
+3
d2 d
3、3
因为0<d≤2,所以d2,
所以i=s2
33
2√2
π
因为32,所以1与平面B,EF所成角的最大值小于4·
故D错误,
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D
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分,
12在复数范围内写出符合方程+4=0
的一个解x=
【答案】
2i(答案不唯一,也可填-2i)
【解析】
【详解】依题意,2=(2,解得x=士21
13.已知向量a,
石满c6在口方州上的狗量为20,古风-1,5-2小-3则月-
10
【答案】2
【解析】
t
又日-2=3.所以后-46+46-9.所4=9-144x10
拟-9;a风--四
14.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b(sinC-cosC)=c(cosB-sinB)
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a=2
,则△ABC
的面积为
【答案】
2
【解析】
【分析】先通过正弦定理将边的关系转化为角的关系,结合三角恒等变换得到sinA与sin Bsin C的关系,
再将面积公式结合正弦定理变形后代入计算即可·
【详解】若b(sinC-cosC)=c(cosB-sinB)】
根据正弦定理,则
sin B(sin C-cos C)=sin C(cos B-sin B)
化简得2 sin BsinC=sin BcosC+cosBsinC,进而2 sin BsinC=sin(B+C)
又△ABC中B+C=π-A,故sin(B+C)=sinA,因此得sinA=2 sin BsinC(sinA≠0,A∈(0,元)
1
S=
bcsin A
b=asin B
c=asinC
三角形面积公式为2
,由正弦定理得sinA,
sin A,
所以S=1.a2 sin B sin C
sin=a'sin BsinC
sin24
2sinA·
8.SinA
已知a=2v2,sin BsinC=si04
2-=2
2,所以S=2smA
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15,记△ABC的内角4、B、C的对边分别为”、b、C,已知b+c=Q+V2bc
(1)求A:
(2)若a=1,sinB=V2cosC,求△MBC
的周长.
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【答案】(1)4
(2)2+V2
【解析】
【分析】(1)利用余弦定理可得出COSA的值,再结合角A的取值范围可得出角A的值:
(2)由V2cosC=sinB=si血(4+C)化简可得出anC的值,结合角C的取省范周可得出角C的值,
可判断出△ABC是等腰直角三角形,再结合己知条件可得出C、b的值,由此可得出△ABC的周长
【小问1详解】
由余弦定理可得0sA=+c-ad-2ae,V互
2bc
2bc2,
Aπ
因为A∈(0,π),故A=4.
【小问2详解】
coC-sin B=sin(+c)-sin /cos C+cos sin C
c0sC
-sin C
2
整理可得sinC=cosC,可得tanC=l,
Csπ
因为C∈(0,),故C-4.
因为4-子,所以8=-4-C=受,故1BC足等要直角三角形,
π
因为a=1,所以c=l,b=Va2+c2=V1+1=√2】
故△1BC的周长为a+b+c=2+V2
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16已知向量五与6的夹角为3,同=2,=1
(1)求a-6和a+的值:
(2)若向量ki+6与ā+2
的夹角为锐角,求实数的取值范围,
【答案】(1)a6=l,a+6=V万
e
【解析】
【分析】(4)根据数量积的定义求ā-石,根据数量积的运算律求a+万的值
(2)根据(ā+b)ā+25)>0,且向量a+6与ā+26不共线,列式求k的取值范围
【小问1详解】
由题意
因为a+6=(a+b=2+2a6+=4+2×1+1=7,所以a+6=万.
【小问2详解】
由(a+b)(a+25)>0→ka2+(2k+1)ā6+262>0,
所以4+(2k+1+2>0,能霜>
(a+6)/1a+26)→2k-1=0k=2
校,青(》行+时.向场+65a+25的夹向为
17.如图,已知四棱台
ABCD-ABCD
的底面是平行四边形.1B=2AB,E为AB的中点,
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△ABB
为钝角三角形。
(1)求证:
DE∥平面4BC
(2)若平面ABC上平面1BB,A,AG1BB,求证,AC上平面BBA.
【答案】(1)由四棱
ABCD-AB,CD的结构可知
AB//AB
因为E为AB的中点,
AB=2AB
EB//AB,EB=AB
又四边形4BCD是平行四边形,
DC //AB,DC=AB
所以DCIIEB,DG=EB
所以四边
D,EBC为平行四边形:
所DE/BC,又BCC平面4BG,DEg平面4BC
所以DEM平面4BC
(②作BH1AB,垂足为H,
因为平面ABC上平面1BB4,平面4BCN平面4BB4=4B,BHC平面4BBA,
所以B,H上平面4BC,又4GC平面4BC.
所以BH LAC
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由棱台的性质可知,侧枝44,CC相交于一点,即1M,CC共面。
因为棱台的底面MBCD/底面4BCD
底面ABCPO平面ACC=4C,底面4B,CDn平面4CC=4G.,
所以1C/1AG,所BH LAC
又4G1BB,所以4CLBB
ABBA
又B,HnBB,=B,BH,BBC平面
所以ACL平面
ABB A
D
A
D
【解析】
【分析】(1)通过判断四边
DEBC为平行四边形,得到DE1/BC,即可求证,
(2)作8HL4B
垂足为H,通过面面垂直的性质定理得到
H1AG,再结合4G1BB,即可
求证
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
18记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,C,已
∠BAC=
3
CD=2DB
(1)当点D满足
时
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①若AD=1,C=2b,求b:
②若
∠B+∠DAC=T
2,求B·
(2)当B1-BC=5ab时,判断1BC的形状并证明。
【答案】()0b-2
(2)直角三角形,
由函-Bc-V5ab,可得oo=V5ab
由余弦定理可得:
a2+c2-b2=2v3ab
,∠BAC=
3,,由余弦定理得:a2=b2+c2-bc,
两式联立可得:
2c2-bc =23ab
平方得:4c+bc-46c=l12a,又a=b+c2-bc,
得4e+bc2-4bc3=12(62+c2-bc)b
即4c4-4bc2-1lbc2+12bc-12b=0
即(c-2b)(4c'+4bc2-3bc+6)=0.
+66
又b+b2-b
9>0
1
所以c-2b=0,即c=2b,
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所以a=b2+c2-bc=362
所以a+b=4h2=c2
故△ABC是直角三角形.
【解析】
【分析】1)①通过CD=2D5,得到2AB+AC=3D,再通过平方即可求解:②
【小问1详解】
①因为CD=2DB,即4D-AC=2AB-2AD
即2AB+AC=3AD
两边平方得:4AB+AC2+4AB.AC=9AD2
即4c+b+46ccos=9
3,又c=2b,
得21b2=9,解得b21
∠B+∠DAC=
②
2,
海2n1c-号∠,2DB-号DaC
,又
<B<T
所
∠DAB=∠B-T
6,可得:6
2
△ABD,△ACD
在
中,分别由正弦定理得:
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AD
BD
sin B
sinBπ
6
AD
CD
sin
3
-B
sin
2
B
两式相比得:
sin B
sinB-π】
6
知m28-写=m28→48-骨x+2m→B=骨+经】
十
32,k∈Z,
女8引8-
【小问2详解】
略
19.如图,已知菱形ABCD的边长为2,
∠DAB=
3,将△ABD沿BD翻折至△A'BD.
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B
(I)若二面角A'-BD-C的余弦值等于3,求三棱锥A-BCD的体积:
(2)若二面角A-BC-D
的正切值的取值范围是
B,C,D在同一个球面上,求该
球的表面积的取值范围。
2W2
【答案】(1)3
52π28π
(2)外接球表面积的取值范围为9,3
【解析】
【分析】(1)已知二面角余弦值,可直接求出A'到底面BCD的高,结合△BCD的面积,代入体积公式
即可得到结果
(2)找到二面角A'-BC-D的平面角,结合给定的正切范围推出∠A'OC的范围;再利用四点共球的性
质,推导出外接球半径和∠A'OC的关系,代入角的范围即可得到球表面积的取值范围.
【小问1详解】
菱形ABCD边长为2,
∠DAB=T
3,故BD=2,
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记AC交BD于O,得AO⊥BD,CO⊥BD,翻折后A'O⊥BD,
因此∠AOC就是二面角A-BD-C的平面角,即∠4OC=日,且A0=OC=V5
3,得sin0=22
1
已知c0s0=
3·
过A'作A'H⊥CO交CO延长线于H,由BD⊥面A'OC得AH⊥面BCD,
h=A'H=4'Osine=3.212216
33,所以△BCD的面积SCn=
5.2=5
4
因此体积:
VA-BCD=
w-6262
1
3
33
【小问2详解】
设二面角A-BD-C平面角为O=∠A'OC,过作A'N⊥OC于N,得A'N⊥面BCD,
AW=√3sin0
过N作MM1BC于MNC=51-eos9),故Mw=wC-sin30=50-cos0)
N是三面角-BC-D的平面角p,因此:tanp三=2sin日
.0
MN 1-cos0
2
由tanp∈
2525
3
△A'BD和△BCD都是边长为2的正三角形,设外心分别为G,G,
0G=0G,=
3,
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球心0是过G,C:分别垂直两个面的直线交点,由BD上面4OC得R=OB+002
2
R2=1+
结合几何关系推导得:
3(1+cos0
代o[R5引
外楼球表积5-R,因账:5e,]
52π28π
A
--D
B M
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高一数学试卷
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设为虚数单位,已知复数,则( )
A. B. C. D.
2. 已知向量,且,则的值为
A. B. C. D.
3. 已知圆锥的底面半径为4,高为3,则该圆锥的侧面积为( )
A. B. C. D.
4. 在平面直角坐标系中,已知等腰的底边在轴上,,,按斜二测画法所得的直观图为,则的面积为( )
A. B. C. D.
5. 若平面平面,,,,,,则直线与不可能( )
A. 相交 B. 垂直 C. 平行 D. 异面
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
7. 如图,在正方体中,已知,分别为棱,的中点,过,,三点的平面交棱于点,设,则( )
A. B. C. D.
8. 已知梯形中,,,动点在边上(不含端点,),交于点,过作于点,若,则( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 设为虚数单位,已知复数,若,则( )
A. B. C. D.
10. 设是所在平面内一点,记(,),则( )
A. 当,时,
B. 当,时,是线段的中点
C. 当,时,是的重心
D. 当时,的面积是面积的
11. 如图,在正四棱柱中,已知,,点在棱上,,动点在线段上(不含端点),平面与平面交于直线,则( )
A.
B. 不存在点,使得
C. 的最大值为
D. 与平面所成角的最大值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在复数范围内写出符合方程的一个解______.
13. 已知向量,满足在方向上的投影向量为,若,,则______.
14. 记的内角,,的对边分别为,,,若,,则的面积为______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 记的内角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求;
(2)若,,求的周长.
16. 已知向量与的夹角为,,.
(1)求和的值;
(2)若向量与的夹角为锐角,求实数的取值范围.
17. 如图,已知四棱台的底面是平行四边形,,为的中点,为钝角三角形.
(1)求证:平面;
(2)若平面平面,,求证:平面.
18. 记的内角的对边分别为,已知.
(1)当点D满足时.
①若,,求;
②若,求.
(2)当时,判断的形状并证明.
19. 如图,已知菱形的边长为2,,将沿翻折至.
(1)若二面角的余弦值等于,求三棱锥的体积;
(2)若二面角的正切值的取值范围是,,B,C,D在同一个球面上,求该球的表面积的取值范围.
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