高考数学专题棱柱棱锥折叠问题文本素材

《高考数学专题棱柱棱锥折叠问题文本素材》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、十九大题（包含棱柱，棱锥，折叠问题）1在直角坐标系O—xyz中，=（0，1，0），=（1，0，0），=（2，0，0），=（0，0，1）.（1）求与的夹角α的大小；（2）设n=（1，p，q），且n⊥平面SBC，求n；（3）求OA与平面SBC的夹角；（4）求点O到平面SBC的距离；（5）求异面直线SC与OB间的距离.解：（1）如图，=－=（2，0，－1），=+=（1，1，0），则

2、

3、==，

4、

5、==.cosα=cos〈，〉===，α=arccos.（2）∵n⊥平面SBC，∴n⊥且n⊥，即n·=0，n·=0.∵=（2，0，－1），=－

6、=（1，－1，0），即n=（1，1，2）.∴∴2－q=0，p=1，1－p=0.q=2，（3）OA与平面SBC所成的角θ和OA与平面SBC的法线所夹角互余，故可先求与n所成的角.=（0，1，0），

7、

8、=1，

9、n

10、==.∴cos〈，n〉===，即〈，n〉=arccos.∴θ=－arccos.（4）点O到平面SBC的距离即为在n上的投影的绝对值，∴d=

11、·

12、==.（5）在异面直线SC、OB的公垂线方向上的投影的绝对值即为两条异面直线间的距离，故先求与SC、OB均垂直的向量m.设m=（x，y，1），m⊥且m⊥，则m·=0，且m·=0.

13、即∴2x－1=0，x=，x+y=0，y=－.∴m=（，－，1），d′=

14、·

15、==.2（2004年春季北京）如图，四棱锥S—ABCD的底面是边长为1的正方形，SD垂直于底面ABCD，SB=，（1）求证：BC⊥SC；（2）求面ASD与面BSC所成二面角的大小；（3）设棱SA的中点为M，求异面直线DM与SB所成角的大小.（1）证法一：∵底面ABCD是正方形，∴BC⊥DC.∵SD⊥底面ABCD，∴DC是SC在平面ABCD上的射影.由三垂线定理得BC⊥SC.证法二：∵底面ABCD是正方形，∴BC⊥DC.∵SD⊥底面ABCD，∴SD⊥BC

16、.又DC∩SD=D，∴BC⊥平面SDC.∴BC⊥SC.（2）解法一：∵SD⊥底面ABCD，且ABCD为正方形，∴可以把四棱锥S—ABCD补形为长方体A1B1C1S—ABCD，如上图，面ASD与面BSC所成的二面角就是面ADSA1与面BCSA1所成的二面角，∵SC⊥BC，BC∥A1S，∴SC⊥A1S.又SD⊥A1S，∴∠CSD为所求二面角的平面角.在Rt△SCB中，由勾股定理得SC=，在Rt△SDC中，由勾股定理得SD=1.∴∠CSD=45°，即面ASD与面BSC所成的二面角为45°.解法二：如下图，过点S作直线l∥AD，∴l在

17、面ASD上.∵底面ABCD为正方形，∴l∥AD∥BC.∴l在面BSC上.∴l为面ASD与面BSC的交线.∵SD⊥AD，BC⊥SC，∴l⊥SD，l⊥SC.∴∠CSD为面ASD与面BSC所成二面角的平面角.（以下同解法一）.（3）解法一：如上图，∵SD=AD=1，∠SDA=90°，∴△SDA是等腰直角三角形.又M是斜边SA的中点，∴DM⊥SA.∵BA⊥AD，BA⊥SD，AD∩SD=D，∴BA⊥面ASD，SA是SB在面ASD上的射影.由三垂线定理得DM⊥SB.∴异面直线DM与SB所成的角为90°.解法二：如下图，取AB的中点P，连结

18、MP、DP.在△ABS中，由中位线定理得PM∥BS.∴DM与SB所成的角即为∠DMP.又PM2=，DP2=，DM2=.∴DP2=PM2+DM2.∴∠DMP=90°.∴异面直线DM与SB所成的角为90°.3在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中，M、N分别为A1B1和BB1的中点，那么直线AM与CN所成的角为A.arccosB.arccosC.arccosD.arccos解法一：∵=+，=+，∴·=（+）·（+）=·=.而

19、

20、====.同理，

21、

22、=.如令α为所求之角，则cosα===，∴α=arccos.应选D.解法二：

23、建立如图所示的空间直角坐标系，把D点视作原点O，分别以、、的方向为x轴、y轴、z轴的正方向，则A（1，0，0）、M（1，，1）、C（0，1，0）、N（1，1，）.∴=（0，，1），=（1，0，）.故·=0×1+×0+1×=，

24、

25、==，

26、

27、==.∴cosα===.∴α=arccos.4已知正方形ABCD的边长为1，分别取边BC、CD的中点E、F，连结AE、EF、AF，以AE、EF、FA为折痕，折叠使点B、C、D重合于一点P.（1）求证：AP⊥EF；（2）求证：平面APE⊥平面APF；（3）求异面直线PA和EF的距离.（1）证明：

28、如下图，∵∠APE=∠APF=90°，PE∩PF=P，∴PA⊥平面PEF.∵EF平面PEF，∴PA⊥EF.（2）证明：∵∠APE=∠EPF=90°，AP∩PF=P，∴PE⊥平面APF.又PE平面PAE，∴平面APE⊥平面APF.（3）解：在面PEF中，作PG⊥EF，垂足为G，