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高考2023年北京市( )

如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,PA=AB=BC=1,PC=√3.

 

(1)求证:BC⊥平面PAB;

(2)求二面角A-PC-B的大小.

(1)∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,

∴PA⊥BC,同理PA⊥AB,

∴△PAB为直角三角形,

又∵PB=√2,BC=1,PC=√3,

∴PB²+BC²=PC²,

∴△PBC为直角三解形,BC⊥PB,

又∵BC⊥PA,PA∩PB=P,

∴BC⊥平面PAB.

(2)由(1)知,BC⊥AB,以A为原点,AB为x轴,AP为z轴,建立空间直角坐标系,如图:

则A(0,0,0),P(0,0,1),C(1,1,0),B(1,0,0),

∴(AP)=(0,0,1),(AC)=(1,1,0),(BC)=(0,1,0),(PC)=(1,1,-1),

设平面PAC的法向量为m=(x1,y1,z1),

,即

令x1=1,则y1=-1,所以m=(1,-1,0),

设平面PBC的法向量为n=(x2,y2,z2),

,即

令x2=1,则z2=1,所以n=(1,0,1),

∴cos〈m∙n 〉=(m∙n)/(|m ||n|)=1/(√2×√2)=1/2,

又∵二面角A-PC-B为锐角,

∴二面角A-PC-B的大小为π/3.

高考2023年北京市( )

坡屋顶是我国传统建筑造型之一,蕴含着丰富的数学元素,安装灯带可以勾勒出建筑轮廓,展现造型之美.如图,某坡屋顶可视为一个五面体,其中两个面是全等的等腰梯形,两个面是全等的等腰三角形,若AB=25m,BC=AD=10m,且等腰梯形所在的平面、等腰三角形所在的平面与平面ABCD的夹角的正切值均为√14/5,则该五面体的所有棱长之和为【 】

A、102m

B、112m

C、117m

D、125m

117m

如图,过E做EO⊥平面ABCD,垂足为O,过E分别做EG⊥BC,EM⊥AB,垂足分别为G,M,连接OG,OM.

由题意得,等腰梯形所在的面、等腰三角形所在的面与底面的夹角分别为∠EMO,∠EGO,

则tan∠EMO=tan∠EGO=√14/5.

∵EO⊥平面ABCD,BC⊂平面ABCD,

∴EO⊥BC.

∵EG⊥BC,EO,EG⊂平面EOG,EO∩EG=E,

∴BC⊥平面EOG,

∵OG⊂平面EOG,

∴BC⊥OG.

同理,OM⊥BM,

又BM⊥BG,

∴四边形OMBG是矩形,

所以由BC=10得OM=5,

∴EO=√14,OG=5,

在直角三角形EOG中,EG===√39,

在直角三角形EBG中,BG=OM=5,EB===8,

又因为EF=AB-5-5=15,

所以,该五面体所有棱长之和为2×25+2×10+15+4×8=117m.

高考2023年新高考Ⅱ( )

如图,三棱锥A-BCD中,DA=DB=DC,BD⊥CD,∠ADB=∠ADC=60°,E为BC的中点.

 

(1)证明:BC⊥AD;

(2)点F满足(EF)=(DA),求二面角D-AB-F的正弦值.

(1)连接AE,DE,因为E为BC的中点,且DB=DC,∴DE⊥BC①,

∵DA=DB=DC,∠ADB=∠ADC=60°,

∴△ACD与△ABD均为等边三角形,

∴AC=AB,从而AE⊥BC②,

由①②,AE∩DE=E,AE,DE⊂平面ADE,

∴BC⊥平面ADE,

∵AD⊂平面ADE,

∴BC⊥AD.

(2)不妨设DA=DB=DC=2,

∵BD⊥CD,

∴BC=2√2,DE=AE=√2.

∴AE²+DE²=AD²=4,

∴AE⊥DE,

又∵AE⊥BC,DE∩BC=E,DE,BC⊂平面BCD,

∴AE⊥平面BCD.

以点E为原点,ED,EB,EA所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,

则A(0,0,√2),B(0,√2,0),D(√2,0,0),E(0,0,0),

设平面ABD与平面ABF的一个法向量分别为(n1 ) =(x1,y1,z1 ),(n2 ) =(x2,y2,z2),

二面角D-AB-F的平面角为θ,

∵(EF) =(DA) =(-√2,0,√2),

∴F(-√2,0,√2),

即有(AF) =(-√2,0,0).

,取x1=1,则(n1 ) =(1,1,1);

,取y2=1,则(n2 ) =(0,1,1),

∴cosθ=(|(n1 ) ∙(n2 ) |)/(|(n1 ) ||(n2 ) |)=2/(√3×√2)=√6/3,

∴sinθ=√(1-6/9)=√3/3,即二面角D-AF-F的正弦值为√3/3.

高考2023年新高考Ⅰ( )

如图,在正四棱柱ABCD-A1 B1 C1 D1中,AB=2,AA1=4,点A2,B2,C2,D2分别在棱AA1,BB1,CC1,DD1上,AA2=1,BB2=DD2=2,CC2=3.

(1)证明:B2 C2//A2 D2;

(2)点P在棱BB1上,当二面角P-A2 C2-D2为150°时,求B2 P.

(1)方法一:在正四棱柱ABCD-A1 B1 C1 D1中,面BCC1 B1//面ADD1 A1

∴B2 C2//面ADD1 A1,

又∵B2 C2⊂面A2 B2 C2 D2,面A2 B2 C2 D2∩面ADD1 A1=A2 D2

∴B2 C2//A2 D2.

方法二:如图,以C为原点建立空间坐标系,CD为x轴,CB为y轴,CC1为z轴,

则:A2 (2,2,1),B2 (0,2,2),C2 (0,0,3),D2 (2,0,2),

∴(B2 C2 )=(0,-2,1),(A2 D2 )=(0,-2,1)

∴(B2 C2 )=(A2 D2 )

∴B2 C2//A2 D2.

(2)设面A2 C2 D2的法向量(n1 )=(x1,y1,z1)

∵(D2 C2 )=(-2,0,1),(D2 A2 )=(0,2,-1),

解得(n1 )=(1,1,2).

设P(0,2,m),

设面A2 C2 P的法向量(n2 )=(x2,y2,z2)

∵(C2 P)=(0,2,m-3),(A2 P)=(-2,0,m-1),

解得(n2 )=(m-1,3-m,2).

根据已知条件,二面角P-A2 C2-D2为150°,

∴|cos<(n1 ),(n2 )>|=|(n1 )⋅(n2 ) |/(|(n1 ) |⋅|(n2 ) | )=|cos150°|=√3/2,

∴(|m-1+3-m+4|)/(√6∙√((m-1)²+(3-m)²+4))=√3/2,

化简得:m²-4m+3=0,

解得:m=1或m=3.

∴|B2 P|=1.

高考1949年中北大学( )

过一定点作一直线 AB 平行于一定平面 P,且与另一定平面 Q 所成之角等于定角 θ.