2022届高三数学-立体几何综合题考前题型专练(含2021新题)
8页1、立体几何综合题1(2021高考新课标全国卷)如图,直三棱柱ABCA1B1C1中,D,E别离是AB,BB1的中点,AA1ACCBAB.(1)证明:BC1(2)求二面角DA1CE的正弦值2(2021成都市诊断检测)如图,在直三棱柱(侧棱与底面垂直的三棱柱)ABCA1B1C1中,ACAA12AB2,BAC90,点D是侧棱CC1延长线上一点,EF是平面ABD与平面A1B1C1的交线(1)求证:EFA1C;(2)当平面DAB与平面CA1B1所成锐二面角的余弦值为时,求DC1的长3(2021高考辽宁卷)如图,AB是圆的直径,PA垂直圆所在的平面,C是圆上的点(1)求证:平面PAC平面PBC;(2)假设AB2,AC1,PA1,求二面角CPBA的余弦值4如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,侧面AA1C1C底面ABC,AA1A1CAC2,ABBC,ABBC,O为AC中点(1)证明:A1O平面ABC;(2)求直线A1C与平面A1AB所成角的正弦值;(3)在BC1上是不是存在一点E,使得OE平面A1AB?假设存在,确信点E的位置;假设不存在,说明理由5(2021南昌市模拟)如图是多面体ABCA1B1C1和它
2、的三视图(1)线段CC1上是不是存在一点E,使BE平面A1CC1,假设不存在,请说明理由,假设存在,请找出并证明;(2)求平面C1A1C与平面A1CA夹角的余弦值6(2021郑州市质量检测)如图,ABC是等腰直角三角形,ACB90,AC2a,D,E别离为AC,AB的中点,沿DE将ADE折起,取得如下图的四棱锥ABCDE.(1)在棱AB上找一点F,使EF平面ACD;(2)当四棱锥ABCDE的体积取最大值时,求平面ACD与平面ABE夹角的余弦值1解:(1)证明:连接AC1,交A1C于点F,则F为AC1的中点又D是AB的中点,连接DF,则BC1DF.因为DF平面A1CD,BC1平面A1CD,因此BC1平面A1CD.(4分)(2)由ACCBAB,得ACBC.以C为坐标原点,的方向为x轴正方向,成立如下图的空间直角坐标系Cxyz.设CA2,则D(1,1,0),E(0,2,1),A1(2,0,2),(1,1,0),(0,2,1),(2,0,2)(6分)设n(x1,y1,z1)是平面A1CD的法向量,则即(8分)可取n(1,1,1)同理,设m是平面A1CE的法向量,则可取m(2,1,2)从而cosn
3、,m,故sinn,m.即二面角DA1CE的正弦值为.(12分)2解:(1)三棱柱ABCA1B1C1为直三棱柱,平面ABC平面A1B1C1.又平面ABC平面ABDAB,平面A1B1C1平面ABDEF,EFAB.(2分)三棱柱ABCA1B1C1为直三棱柱,且BAC90,ABAA1,ABAC.而AA1ACA,AB平面ACC1A1.又A1C平面ACC1A1,ABA1C.EFA1C.(6分)(2)成立如下图的空间直角坐标系Axyz.设C1Dt(t0)则B(1,0,0),C(0,2,0),D(0,2,2t),A1(0,0,2),B1(1,0,2)(1,0,0),(0,2,2)设平面CA1B1的法向量为n(x1,y1,z1)则,得,令z11,则y11,n(0,1,1)同理,可求得平面DAB的一个法向量m.(9分)由|cosn,m|,得t1或t(舍去)DC11.(12分)3解:(1)证明:由AB是圆的直径,得ACBC,由PA平面ABC,BC平面ABC,得PABC.又PAACA,PA平面PAC,AC平面PAC,因此BC平面PAC.因为BC平面PBC.因此平面PBC平面PAC.(4分)(2)解法一:过C作
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