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> 如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截面得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,BD=1,AF=2,CE=3,O为AB的中点.(1)求证:OC⊥DF;(2)求平面DEF与平面A
如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截面得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,BD=1,AF=2,CE=3,O为AB的中点.(1)求证:OC⊥DF;(2)求平面DEF与平面A
题目简介
如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截面得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,BD=1,AF=2,CE=3,O为AB的中点.(1)求证:OC⊥DF;(2)求平面DEF与平面A
题目详情
如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截面得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,BD=1,AF=2, CE=3,O为AB的中点.
(1)求证:OC⊥DF;
(2)求平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小;
(3)求多面体ABC—FDE的体积V.
题型:解答题
难度:偏易
来源:不详
答案
(1)以O为原点,OB、OC、Oz分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
即
(2)平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
(3)
试题分析:(1)证法一:
FA⊥平面ABC,
平面ABC,
2分
又CA=CB且O为AB的中点,
平面ABDF, 4分
平面ABDF,
5分
证法二:如图,以O为原点,OB、OC、Oz分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
2分
即
5分
(2)解法一:解:设平面ABC的法向量为
6分
设平面DEF的法向量为
由
得
,
解得
, 8分
所以
, 10分
故平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
11分
解法二:设平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
,依题中的条件可求得DE=
由空间射影定理得
故平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
11分
解法三:延长ED、FD交直线CB、AB于M、N两点,过B点作MN的垂线交MN于Q点,连结DQ,
平面BMN,
所以
为二面角的平面角,
,故平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
11分
(3)解法一:由(1)知
平面ABDF,且
平面ABC,
14分
所以多面体ABC—FDE的体积为
解法二:在原来的几何体再补一个相同的几何体得到一个直三棱柱,其底面为ABC,高为4,
所以多面体ABC—FDE的体积
所以多面体ABC—FDE的体积为
点评:中档题,立体几何题,是高考必考内容,往往涉及垂直关系、平行关系、角、距离、体积的计算。在计算问题中,有“几何法”和“向量法”。利用几何法,要遵循“一作、二证、三计算”的步骤,利用空间向量,省去繁琐的证明,也是解决立体几何问题的一个基本思路。对计算能力要求较高。
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设、是不同的直线,、、是不同的
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(2)平面DEF与平面ABC相交所成锐二面角的大小为
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