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高考数学一轮总复习 第8章 立体几何初步 第7节 空间角与距离模拟创新题 理-人教版高三全册数学试题VIP免费

高考数学一轮总复习 第8章 立体几何初步 第7节 空间角与距离模拟创新题 理-人教版高三全册数学试题_第1页
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【大高考】2017版高考数学一轮总复习第8章立体几何初步第7节空间角与距离模拟创新题理一、选择题1.(2016·泰安模拟)已知向量m,n分别是直线l和平面α的方向向量和法向量,若cos〈m,n〉=-,则l与α所成的角为()A.30°B.60°C.120°D.150°解析设l与α所成角为θ, cos〈m,n〉=-,又直线与平面所成角θ满足0°≤θ≤90°,∴sinθ=.∴θ=30°.答案A2.(2015·广州模拟)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱AA1和BB1的中点,则sin〈CM,D1N〉的值为()A.B.C.D.解析设正方体棱长为2,以D为坐标原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立如图所示空间直角坐标系,可知CM=(2,-2,1),D1N=(2,2,-1),cos〈CM,D1N〉=-,sin〈CM,D1N〉=.答案B3.(2016·四川成都模拟)在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M是AA1的中点,则点A1到平面BDM的距离是()A.aB.aC.aD.a解析以D为原点建立空间直角坐标系,正方体棱长为a,则A1(a,0,a),A(a,0,0),M,B(a,a,0),D(0,0,0),设n=(x,y,z)为平面BMD的法向量.则n·BM=0,且n·DM=0,而BM=,DM=,所以所以令z=2,则n=(-1,1,2),DA1=(a,0,a),则A1到平面BDM的距离是d==a.答案A4.(2014·江西南昌质检)二面角α-l-β等于120°,A、B是棱l上两点,AC、BD分别在半平面α、β内,AC⊥l,BD⊥l,且AB=AC=BD=1,则CD的长等于()A.B.C.2D.解析如图, 二面角α-l-β等于120°,∴CA与BD夹角为60°.由题设知,CA⊥AB,AB⊥BD,|AB|=|AC|=|BD|=1,|CD|2=|CA+AB+BD|2=|CA|2+|AB|2+|BD|2+2CA·AB+2AB·BD+2CA·BD=3+2×cos60°=4,∴|CD|=2.答案C二、填空题5.(2016·江西抚州模拟)已知正方形ABCD的边长为4,CG⊥平面ABCD,CG=2,E,F分别是AB,AD的中点,则点C到平面GEF的距离为________.解析建立如图所示的空间直角坐标系C-xyz,则CG=(0,0,2),由题意可求得平面GEF的一个法向量为n=(1,1,3),所以点C到平面GEF的距离为d==.答案创新导向题几何体中求线段长及二面角问题6.如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AC⊥AB,AD⊥DC,∠DAC=60°,PA=AC=2,AB=1,点E在棱PC上,且DE⊥PB.(1)求CE的长;(2)求二面角A-PB-C的正弦值.解(1)如图,以A为原点,AB,AC,AP的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系,则P(0,0,2),A(0,0,0),B(1,0,0),C(0,2,0),D.过E作EF⊥AC于F,则EF∥PA,设EF=h,则E(0,2-h,h).∴DE=,又PB=(1,0,-2),DE⊥PB,∴DE·PB=-2h=0,∴h=,∴CE=h=.(2)由(1)得PC=(0,2,-2),PB=(1,0,-2).设平面PBC的法向量为n=(x,y,z),则即取z=1,得n=(2,1,1).易知AC=(0,2,0)是平面PAB的一个法向量.cos〈n,AC〉==.则二面角A-PB-C的正弦值为sin〈n,AC〉=.几何体中求点到平面的距离及二面角问题7.如图,三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=,CA=CB=,AC⊥BC.(1)求点B到平面PAC的距离;(2)求二面角C-PA-B的余弦值.解取AB中点O,连接OP,CO, CA=CB=,∠ACB=90°,∴CO⊥AB,且AB=2,CO=1. PA=PB=,∴PO⊥AB,且PO==.∴PO2+OC2=3=PC2,∴∠POC=90°,即PO⊥OC.∴OA,OC,OP两两垂直.如图所示,分别以OA,OC,OP所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则各相关点的坐标为A(1,0,0),B(-1,0,0),C(0,1,0),P(0,0,).(1)设平面PAC的一个法向量为n=(x,y,1),则 AC=(-1,1,0),PA=(1,0,-),∴,∴x=y=,∴n=(,,1). AB=(-2,0,0),∴点B到平面PAC的距离为d===.(2)OC=(0,1,0)是平面PAB的一个法向量,cos〈n,OC〉==.综合图形可见,二面角C-PA-B的大小为锐角,∴二面角C-PA-B的余弦值为.专项提升测试模拟精选题一、选择题8.(2015·宁夏银川调研考试)已知正三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长与底面边长相等,则AB1与侧面ACC1A1所成角的正弦值等于()A.B.C.D.解析法一取A1C1的中点E,连接AE、B1E.由题易知B1E⊥平面ACC1A1,则∠B1AE为AB1与侧面ACC1A1所成的角.令正三棱柱侧棱长与底面边长为1,则sin∠B1AE===,故选A.法二如上图,以A1C1中点E为原点建立空间直角坐标系E-xyz,设棱长为...

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