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> (本小题满分12分)如图,已知正三棱柱的各棱长都是4,是的中点,动点在侧棱上,且不与点重合.(I)当时,求证:;(II)设二面角的大小为,求的最小值.-高三数学
(本小题满分12分)如图,已知正三棱柱的各棱长都是4,是的中点,动点在侧棱上,且不与点重合.(I)当时,求证:;(II)设二面角的大小为,求的最小值.-高三数学
题目简介
(本小题满分12分)如图,已知正三棱柱的各棱长都是4,是的中点,动点在侧棱上,且不与点重合.(I)当时,求证:;(II)设二面角的大小为,求的最小值.-高三数学
题目详情
(本小题满分12分)如图,已知正三棱柱
的各棱长都是4,
是
的中点,动点
在侧棱
上,且不与点
重合.
(I)当
时,求证:
;
(II)设二面角
的大小为
,求
的最小值.
题型:解答题
难度:偏易
来源:不详
答案
解法一:过
E
作
于
N
,连结
EF
.
(I)如图1,连结
NF
、
,由直棱柱的性质知,底面
ABC
侧面
.
又底面
侧面
=
A
C,且
底面
ABC
,所以
侧面
,
∴
NF
为
EF
在侧面
内的射影,
在
中,
=1,则由
,得
NF
//
,
又
故
,由三垂线定理知
(II)如图2,连结
AF
,过
N
作
于
M
,连结
ME
,由(I)知
侧面
,
根据三垂线定理得
,所以
是二面角
C
—
AF
—
E
的平面角,即
.
设
,在
中,
在
故
又
,故当
即当
时,
达到最小值,
,此时
F
与
重合.
解法二:(I)建立如图3所示的空间直角坐标系,则由已知可得
于是
故
(II)设
平面
AEF
的一个法向量为
,
则由(I)得
,
于是由
可得
取
又由直三棱柱的性质可取侧面
的一个法向量为
,
于是由
为锐角可得
,∴
,
由
,得
,即
故当
,即点
F
与点
重合时,
取得最小值
略
上一篇 :
(本题8分)如图,正三棱柱底面边
下一篇 :
a,b,c分别表示三条直线,M表示平面
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题目详情
(I)当
(II)设二面角
答案
(I)如图1,连结NF、
又底面
∴NF为EF在侧面
在
又
(II)如图2,连结AF,过N作
根据三垂线定理得
设
在
又
解法二:(I)建立如图3所示的空间直角坐标系,则由已知可得
于是
故
(II)设
则由(I)得
于是由
取
又由直三棱柱的性质可取侧面
于是由
由
故当