湖南省2009屆高三數(shù)學(xué)月考模擬分類匯編――立體幾何
珠海市第四中學(xué) 邱金龍
一、選擇題
⊥于,⊥于, 若,∠=,
則當(dāng)的面積最大時(shí),的值為( )
A. 2 B C. D.
D
2、(2009長沙一中期末)下列命題中,m,n表示兩條不同的直線,、、表示三個(gè)不同的平面.
①若②若,w.w.w.k.s.5 u.c.o.m則;③若,則;④若.正確的命題是( C )
3、(2009長沙一中期末)如圖S為正三角形ABC所在平面外一點(diǎn),且SA=SB=SC=AB,E、F分別為SC、AB中點(diǎn),則異面直線EF與SA所成角為(C)
A.90º B.60º C.45º w.w.w.k.s.5 u.c.o.m D.30º
C
3、(2009常德期末)設(shè)、是兩個(gè)不同的平面,a、b是兩條不同的直線,給出下列4個(gè)命題:
①若a∥,b∥,則a∥b;
②若a∥,b∥,a∥b,則∥;
③若a⊥,b⊥,a⊥b,則⊥;
④若a、b在平面內(nèi)的射影互相垂直,則a⊥b.
其中正確命題是
A. ③ B. ④ C. ①③ D. ②④
A
A. B. C.4 。模 3
C
5、(2009湘潭市一中12月考)正四棱錐的側(cè)棱長為,側(cè)棱與底面所成的角為,則該棱錐的體積為( )
A、3 B、
B
6、(2009雅禮中學(xué)第四次月考)已知是兩個(gè)不重合的平面,m,n是兩條不重合的直線,下列命題中不正確的是
A. B.
C. D. w.w.w.k.s.5 u.c.o.m
B
二、填空題
1、(2009湖南師大附中第四次月考)在Rt△ABC中,兩直角邊分別為a、b,設(shè)h為斜邊上的高,則,由此類比:三棱錐S- ABC中的三條側(cè)棱SA、SB、SC兩兩垂直,且長度分別為a、b、c,設(shè)棱錐底面上 的高為h,則 。
2、(2009張家界市11月考)如圖, 設(shè)A、B、C、D為球O上四點(diǎn),若AB、AC、AD兩兩互相垂直,且,則AD兩點(diǎn)間的球面距離 .
3、(2009雅禮中學(xué)第四次月考)已知體積為的正三棱錐的外接球的球心為O,滿足,則三棱錐外接球的體積為____.
4、(2009衡陽八中第四次月考)正方體ABCD―A1B1C1D1的棱長為1,E為A1B1的中點(diǎn),則下列五個(gè)命題:
①點(diǎn)E到平面ABC1D1的距離為
②直線BC與平面ABC1D1所成的角等于45°;
③空間四邊形ABCD1在正方體六個(gè)面內(nèi)形成六個(gè)射影,
其面積的最小值是
④AE與DC1所成的角為;
⑤二面角A-BD1-C的大小為.
其中真命題是 .(寫出所有真命題的序號(hào))
②③④
三、解答題
1、(2009長郡中學(xué)第六次月考)如圖,在三棱柱中,側(cè)面,已知.
(1)求證:;
(3) 在(2)的條件下,求二面角的平面角的正切值.
證明:(1)因?yàn)?sub>側(cè)面,故
在中,
由余弦定理有
而 且平面
. ………………………………4分
(2)由
從而 且 故
不妨設(shè) ,則,則
又 則
在中有 從而(舍負(fù))
故為的中點(diǎn)時(shí),. ………………………8分
則
由得 即
化簡整理得 或
當(dāng)時(shí)與重合不滿足題意
當(dāng)時(shí)為的中點(diǎn), 故為的中點(diǎn)使. ……………………8分
(3)取的中點(diǎn),的中點(diǎn),的中點(diǎn),的中點(diǎn)
連則,連則,連則
連則,且為矩形,
又 故為所求二面角的平面角.
…………………………12分
法二:由已知, 所以二面角的平面角的大小為向量與的夾角
因?yàn)?sub>
故 . ……………………………12分
2、(2009長沙一中期末)圖1,在矩形中,是的中點(diǎn),以為折痕將向上折起,使為,且平面平面.
(Ⅰ)求證:;
(Ⅱ)求直線與平面所成角的正弦值.
解(Ⅰ)在中,,
在中,,
∵,
∴.……(2分)
∴平面.……(4分)
∵平面,
∴.……(5分)
(Ⅱ)設(shè)與相交于點(diǎn),由(Ⅰ)知,
∵,
∴平面,
∵平面,
∴平面平面,且交線為,
如圖2,作,垂足為,則平面,
連結(jié),則是直線與平面所成的角.……(8分)
由平面幾何的知識(shí)可知,∴.……(9分)
在中,,……(10分)
在中,,可求得.……(11分)
∴.……(12分)
∴直線與平面所成的角的正弦值為.
3、(2009湖南師大附中第五次月考)三棱錐被平行于底面ABC的平面所截得的幾何體如圖所示,截面為A1 B1 C1,平面A1 A1⊥平面ABC,,AB=AC=2,A1 C1=1,,D是BC的中點(diǎn).
(I)證明:平面A1AD上平面BC C1 B1;
(II)求二面角A-B B1-C的大。
解:(I)∵A1 A⊥平面ABC,BCC平面ABC,
∴A1 A⊥BC.
∵,AB=AC=2
∴∠BAC=60°,∴△ABC為正三角形,即AD⊥BC.…………………(3分)
又A1 A∩AD=A,∴BC⊥平面A1AD,
∵,∴平面A1 AD⊥平面BCC1B1.………………… (6分)
則A(0,0,0),B(2,0,0),C(1,,0),
A1(0,0, ),B1(1,0,),
∴,
顯然,平面ABB1A1的法向量為m=(0,1,0),
設(shè)平面BCC1B1的法向量為n=(m,n,1),則
∴ ∴,
,…………………………………………………………………(10分)
即二面角A-BB1-C為arccos…………………………………………(12分)
4、(2009湘潭市一中12月考)正方體ABCD―A1B1C1D1中,M、N、P分別為棱AB、BC、DD1的中點(diǎn).
(1)求證:PB⊥平面MNB1;
(2)設(shè)二面角M―B1N―B為α,求cosα的值.
解:(1)如圖,以D為原點(diǎn),DA、DC、DD1分別為x軸、y軸、
z軸建立空間直角坐標(biāo)系,取正方體棱長為2,則
P(0,0,1)、M(2,1,0)、B(2,2,0)、B1(2,2,2).
∵? =(2,2,-1)?(0,1,2)=0,
∴MB1⊥PB,同理,知NB1⊥PB.
∵MB1∩NB1=B1,∴PB⊥平面MNB1. ……………… 7分
(2)∵PB⊥平面MNB1,BA⊥平面B1BN,
∴=(2,2,-1)與=(0,2,0)所夾的角即為α,
cosα==.……………… 13分
5、(2009雅禮中學(xué)第四次月考)如圖,在四棱錐中,底面為正方形,且平面,
(1)證明:平面;
(2)求二面角的大。
解:(1)以D為坐標(biāo)原點(diǎn),DA所在的直線為x軸、
DC所在的直線為y軸、DP所在的直線為x軸,
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系D-xyz
則A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),
P(0,0,1),∴. ………………………………2分
∴,,所以
所以,又,故平面. …………6分
(2)設(shè)平面FCE的法向量為,,
由取,∴.……9分
又平面的一個(gè)法向量為, ……………………………………10分
所以.
∵二面角是銳二面角,即二面角的大小是一個(gè)銳角,
∴二面角的大小與是互補(bǔ)的.
故二面角的大小為.…………………………………………12分
6、(2009張家界市11月考)三棱錐P―ABC,截面A1B1C1//底面ABC,∠BAC=90°,PA⊥底面ABC,A1A=
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