2018 年全国各地高考数学试题及解答分类汇编大全
(13立体几何 )
一、选择题
1.(2018北京文、理)某四棱锥的三视图如图所示,在此四棱锥的侧面中,直角三角形的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4 1.【答案】C
【解析】由三视图可得四棱锥PABCD, 在四棱锥PABCD中,PD2,AD2, CD2,AB1,
由勾股定理可知,PA22,PC22, PB3,BC5,
则在四棱锥中,直角三角形有,
△PAD,△PCD,△PAB共三个,故选C.
2.(2018浙江)某几何体的三视图如图所示(单位:cm), 则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
A.2 B.4 C.6 D.8 3.答案:C
解答:该几何体的立体图形为四棱柱,
211正视图2侧视图V
(12)226. 2俯视图
3 (2018上海)《九章算术》中,称底面为矩形而有一侧棱垂直于底面的四棱锥为阳马.设AA₁是正六棱柱的一条侧棱,
如图,若阳马以该正六棱柱的顶点为顶点, 以AA₁为底面矩形的一边,则这样的阳马 的个数是( )
(A)4 (B)8 (C)12 (D)16
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2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生
4.(2018浙江)已知四棱锥S−ABCD的底面是正方形,侧棱长均相等,E是线段AB上的点(不含端点),设SE与BC所成的角为θ1,SE与平面ABCD所成的角为θ2,二面角S−AB−C的平面角为θ3,则( )
A.θ1≤θ2≤θ3 B.θ3≤θ2≤θ1 C.θ1≤θ3≤θ2 D.θ2≤θ3≤θ1
4.答案:D
解答:作SO垂直于平面ABCD,垂足为O,取AB的中点M,连接SM.过O作ON垂直于直线SM,可知2SEO,3SMO,
过SO固定下的二面角与线面角关系,得32.
易知,3也为BC与平面SAB的线面角,即OM与平面SAB的线面角, 根据最小角定理,OM与直线SE所成的线线角13, 所以231.
5.(2018全国新课标Ⅰ文)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如右图.圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N 在左视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上, 从M到N的路径中,最短路径的长度为( )
A.217 B.25 C.3 D.2
5. 答案:B
解答:三视图还原几何体为一圆柱,如图, 将侧面展开,最短路径为M,N连线的距离, 所以MN422225,所以选B.
6.(2018全国新课标Ⅰ文)在长方体ABCDA1B1C1D1中,ABBC2,AC1与平面BB1C1C所成的角为30,则该长方体的体积为( )
A.8 B.62 C.82 D.83
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2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生
6. 答案:C 解答:
连接AC1和BC1,∵AC1与平面BB1C1C所成角为30,∴AC1B30,∴
ABtan30,BC123,∴CC122,∴V222282,∴选C. BC1
7.(2018全国新课标Ⅰ理)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则
α截此正方体所得截面面积的最大值为( )
3323323A. B. C. D.
24347. 答案:A
解答:由于截面与每条棱所成的角都相等,所以平 面中存在平面与平面AB1D1平行(如图),而在与 平面AB1D1平行的所有平面中,面积最大的为由各 棱的中点构成的截面EFGHMN,而平面EFGHMN
122333的面积S. 622224
8.(2018全国新课标Ⅰ文)已知圆柱的上、下底面的中心分别为O1,O2,过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,则该圆柱的表面积为( ) A.122π B.12π C.82π D.10π
8. 答案:B
解答:截面面积为8,所以高h22,底面半径r2,所以表面积为S(2)22222212.
9.(2018全国新课标Ⅰ理)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如图.圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N在左视图上的 对应点为B,则在此圆柱侧面上,从M到N的路径中,最 短路径的长度为( ) A.217 B.25 C.3 D.2
9. 答案:B
解答:三视图还原几何体为一圆柱,如图,将侧面展开, 最短路径为M,N连线的距离, 所以MN422225,所以选B.
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2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生
10.(2018全国新课标Ⅱ文)在正方体ABCDA1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为( )
2357A. B. C. D.
222210.【答案】C
【解析】在正方体ABCDA1B1C1D1中,CD∥AB,所以异面直线AE与CD所成角为EAB, 设正方体边长为2a,则由E为棱CC1的中点,可得CEa,所以BE5a, 则tanEABBE5a5.故选C. AB2a2
11.(2018全国新课标Ⅱ理)在长方体ABCDA1B1C1D1中,ABBC1,AA13,则异面直线AD1与DB1所成角的余弦值为( )
1552A. B. C. D.
565211.【答案】C
【解析】以D为坐标原点,DA,DC,DD1为x,y,z轴建立空间直角坐标系, 则D0,0,0,A1,0,0,B11,1,3,D10,0,3,AD11,0,3,DB11,1,3, cos 12.(2018全国新课标Ⅲ文、理)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来,构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是( ) 12.答案:A 解答:根据题意,A选项符号题意; 13.(2018全国新课标Ⅲ文、理)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为93,则三棱锥DABC体积的最大值为( ) A.123 B.183 C.243 D.543 13.答案:B 解答:如图,ABC为等边三角形,点O为A,B,C,D外接球的球心,G为ABC的重心,由SABC93,得AB6,取BC的中点H,∴AHABsin6033,∴ AG2AH23,∴球心O到面ABC的距离为d42(23)22,∴三棱锥DABC体3 第4页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 积最大值VDABC 王 生 193(24)183. 3 二、填空 1.(2018江苏)如图所示,正方体的棱长为2,以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为 ▲ . 4 3【解析】由图可知,该多面体为两个全等正四棱锥的组合体,正四棱锥的高为1,底面正 214方形的边长等于2,所以该多面体的体积为212. 33 1.【答案】 2.(2018天津文)如图,已知正方体ABCD–A1B1C1D1的棱长为1,则四棱柱A1–BB1D1D的体积为__________. 12.【答案】 3【解析】如图所示,连结A1C1,交B1D1于点O,很明显A1C1平面BDD1B1,则A1O是四棱锥的高, 第5页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 且A1O 王 生 11222,S四边形BDD1B1BDDD1212, A1C1112221121结合四棱锥体积公式可得其体积为VSh2. 3323 3. (2018天津理)已知正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,除面ABCD外,该正方体其余各面 的中心分别为点E,F,G,H,M(如图),则四棱锥MEFGH的体积为 . 3.【答案】 1 12 【解析】由题意可得,底面四边形EFGH为边长为其面积SEFGH21, 2222的正方形, 2顶点M到底面四边形EFGH的距离为d由四棱锥的体积公式可得VMEFGH1, 2 1111. 32212 4.(2018全国新课标Ⅱ文)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB互相垂直,SA与圆锥底面所成角为 30,若△SAB的面积为8,则该圆锥的体积为__________. 4.【答案】8 11【解析】如下图所示,SAO30,ASB90,又S△SABSASBSA28, 221解得SA4,所以SOSA2,AOSA2SO223,所以该圆锥的体积为 21VOA2SO8. 3 第6页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 5.(2018全国新课标Ⅱ理)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为 面所成角为45°,若△SAB的面积为515,则该圆锥的侧面积为__________. 5.【答案】402π 7,SA与圆锥底8157,所以母线SA,SB所成角的正弦值为, 88115因为△SAB的面积为515,设母线长为l,所以l2515,l280, 282因SA与圆锥底面所成角为45,所以底面半径为lcosl, 4222因此圆锥的侧面积为rll402. 2 【解析】因为母线SA,SB所成角的余弦值为 三、解答题 1.(2018北京文)如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为矩形,平面PAD平面ABCD,PAPD,PAPD,E,F分别为AD,PB的中点. (1)求证:PEBC; (2)求证:平面PAB平面PCD; (3)求证:EF∥平面PCD. 1.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析. 【解析】(1)PAPD,且E为AD的中点, PEAD, 底面ABCD为矩形,BC∥AD,PEBC. (2)底面ABCD为矩形,ABAD, 平面PAD平面ABCD,AB平面PAD, ABPD.又PAPD,PD平面PAB,平面PAB平面PCD. (3)如图,取PC中点G,连接FG,GD. 1BC, 21四边形ABCD为矩形,且E为AD的中点,ED∥BC,DEBC, 2ED∥FG,且EDFG,四边形EFGD为平行四边形, EF∥GD,又EF平面PCD,GD平面PCD, EF∥平面PCD. F,G分别为PB和PC的中点,FG∥BC,且FG 第7页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 2. (2018北京理)如图,在三棱柱ABC−A1B1C1中,CC1平面ABC,D,E,F,G分别为AA1,AC,A1C1,BB1的中点,AB=BC=5,AC=AA1=2. (Ⅰ)求证:AC⊥平面BEF; (Ⅱ)求二面角B−CD−C1的余弦值; (Ⅲ)证明:直线FG与平面BCD相交. 2.【答案】(1)证明见解析 21;(3)证明过程见解析. 21 【解析】(1)在三棱柱ABCA1B1C1中,CC1平面ABC, 四边形A1ACC1为矩形.又E,F分别为AC,A1C1的中点, ACEF,ABBC,ACBE, AC平面BEF. (2)由(1)知ACEF,ACBE,EF∥CC1. 又CC1平面ABC,EF平面ABC. BE平面ABC,EFBE. 如图建立空间直角坐称系Exyz. (2) BCDC1的余弦值为 由题意得B0,2,0,C1,0,0,D1,0,1,F0,0,2,G0,2,1, CD=2,0,1,CB=1,2,0,设平面BCD的法向量为na,b,c, 2ac0nCD0 , ,a2b0nCB0令a2,则b1,c4,平面BCD的法向量n2,1,,4, 又 平面CDC1的法向量为EB=0,2,0,cosnEBnEBnEB=21. 21 由图可得二面角BCDC1为钝角,所以二面角BCDC1的余弦值为(3)平面BCD的法向量为n2,1,4, 21. 21G0,2,1,F0,0,2, GF=0,2,1,nGF2,n与GF不垂直, GF与平面BCD不平行且不在平面BCD内,GF与平面BCD相交. 3. (2018上海)已知圆锥的顶点为P,底面圆心为O,半径为2 (1)设圆锥的母线长为4,求圆锥的体积; (2)设PO=4,OA,OB是底面半径, 且∠AOB=90°,M为线段AB的中点, 如图,求异面直线PM与OB所成的角的大小. 第8页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 4.(2018江苏)在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,AA1AB,AB1B1C1. 求证:(1)AB∥平面A1B1C; (2)平面ABB1A1平面A1BC. 4.【答案】(1)见解析;(2)见解析. 【解析】(1)在平行六面体ABCDA1B1C1D1中, AB∥A1B1. 因为AB平面A1B1C,A1B1平面A1B1C,所以AB∥平面A1B1C. (2)在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,四边形ABB1A1为平行四边形. 又因为AA1AB,所以四边形ABB1A1为菱形, 因此AB1A1B.又因为AB1B1C1,BC∥B1C1,所以AB1BC. 又因为A1BBCB,A1B平面A1BC,BC平面A1BC, 所以AB1平面A1BC.因为AB1平面ABB1A1, 所以平面ABB1A1平面A1BC. 5.(2018江苏)如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AA1=2,点P,Q分别为A1B1,BC的中点. (1)求异面直线BP与AC1所成角的余弦值; (2)求直线CC1与平面AQC1所成角的正弦值. 3105;(2). 205【解析】如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,设AC, 5.【答案】(1) A1C1的中点分别为O,O1,则OBOC,OO1OC, OO1OB,以OB,OC,OO1为基底,建立空间直角 坐标系Oxyz.因为ABAA12, 所以A0,1,0,BB13,0,0,C0,1,0,A10,1,2, 3,0,2,C10,1,2. 第9页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 31(1)因为P为A1B1的中点,所以P, 2,2,231从而BP2,2,2,AC10,2,2, 故cosBP,AC1BPAC1BPAC114522310. 20因此,异面直线BP与AC1所成角的余弦值为 (2)因为Q为BC的中点,所以Q33因此AQ,,. 2,2,0AC10,2,2CC10,0,2310. 2031,,0, 22 33AQn0xy0设nx,y,z为平面AQC1的一个法向量,则即2, 2AC1n02y2z0不妨取n3,1,1,设直线CC1与平面AQC1所成角为, CC1nCC1n25, 5525. 5则sincosCC1,n所以直线CC1与平面AQC1所成角的正弦值为 6.(2018浙江)如图,已知多面体ABCA1B1C1,A1A,B1B,C1C均垂直于平面ABC,∠ABC=120°, A1A=4,C1C=1,AB=BC=B1B=2. (Ⅰ)证明:AB1⊥平面A1B1C1; (Ⅱ)求直线AC1与平面ABB1所成的角的正弦值. 6.答案:(1)略;(2) 39 13解答:(1)∵ABB1B2,且B1B平面ABC, ∴B1BAB,∴AB122. 同理,AC1AC2C1C2(23)21213. 过点C1作B1B的垂线段交B1B于点G,则C1GBC2 且B1G1,∴B1C15. 222在AB1C1中,AB1B1C1AC1, ∴AB1B1C1,① 过点B1作A1A的垂线段交A1A于点H. 则B1HAB2,A1H2,∴A1B122. 222在A1B1A中,AA1AB1A1B1, 第10页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 ∴AB1A1B1,② 王 生 综合①②,∵A1B1B1C1B1,A1B1平面A1B1C1,B1C1平面A1B1C1, ∴AB1平面A1B1C1. (2)过点B作AB的垂线段交AC于点I,以B为原点,以AB所在直线为x轴,以BI所在直线为y轴,以B1B所在直线为z轴,建立空间直角坐标系Bxyz. 则B(0,0,0),A(2,0,0),B1(0,0,2),C1(1,3,1), 设平面ABB1的一个法向量n(a,b,c), 2a0nAB0则,令b1,则n(0,1,0), 2c0nBB10又∵AC1(3,3,1),cosn,AC1339. 11313 由图形可知,直线AC1与平面ABB1所成角为锐角, 设AC1与平面ABB1夹角为. ∴sin39. 13 7.(2018天津文)如图,在四面体ABCD中,△ABC是等边三角形,平面ABC⊥平面ABD,点M为棱AB的中点,AB=2,AD=23,∠BAD=90°. (Ⅰ)求证:AD⊥BC; (Ⅱ)求异面直线BC与MD所成角的余弦值; (Ⅲ)求直线CD与平面ABD所成角的正弦值. 1337.【答案】(1)证明见解析;(2);(3). 426【解析】(1)由平面ABC⊥平面ABD, 平面ABC平面ABDAB,ADAB, 可得AD平面ABC,故ADBC. (2)取棱AC的中点N,连接MN,ND.又因为M为棱AB的中点,故MN∥BC. 所以DMN(或其补角)为异面直线BC与MD所成的角. 在Rt△DAM中,AM1,故DMAD2AM2=13. 因为AD平面ABC, 故ADAC.在Rt△DAN中,AN1,故DNAD2AN2=13. 1MN132在等腰三角形DMN中,MN1,可得cosDMN. DM2613所以,异面直线BC与MD所成角的余弦值为. 26(3)连接CM,因为△ABC为等边三角形,M为边AB的中点,故CMAB,CM3.又因为平面ABC⊥平面ABD,而CM平面ABC,故CM平面ABD. 所以,CDM为直线CD与平面ABD所成的角. CM3在Rt△CAD中,CDAC2AD24.在Rt△CMD中,sinCDM. CD43所以,直线CD与平面ABD所成角的正弦值为. 4 第11页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 8.(2018天津理) 如图,AD∥BC且AD=2BC,ADCD,EG∥AD且EG=AD,CD∥FG且CD=2FG,DG平面ABCD,DA=DC=DG=2. (I)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:MN∥平面CDE; (II)求二面角EBCF的正弦值; (III)若点P在线段DG上,且直线BP与平面ADGE所成的角为60°,求线段DP的长. 103;(3). 310【解析】依题意,可以建立以D为原点, 8.【答案】(1)证明见解析;(2)分别以DA,DC,DG的方向为x轴,y轴,z轴的正方向的空间直角坐标系(如图), 可得D0,0,0,A2,0,0,B1,2,0,C0,2,0, 3E2,0,2,F0,1,2,G0,0,2,M0,,1,N1,0,2. 2(1)依题意DC0,2,0,DE2,0,2. nDC02y0设n0x,y,z为平面CDE的法向量,则0即, 2x2z0n0DE0不妨令z–1,可得n01,0,1. 3又MN1,-,1,可得MNn00, 2又因为直线MN平面CDE,所以MN∥平面CDE. (2)依题意,可得BC–1,0,0,BE1,2,2,CF0,1,2. x0nBC0设nx,y,z为平面BCE的法向量,则即, x2y2z0nBE0不妨令z1,可得n0,1,1. mBC0x0设mx,y,z为平面BCF的法向量,则即, y2z0mBF0不妨令z1,可得m0,2,1. 因此有cosm,nmn31010,于是sinm,n. mn1010 第12页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 10. 10(3)设线段DP的长为hh0,2,则点P的坐标为0,0,h, 王 生 所以,二面角E–BC–F的正弦值为可得BP1,2,h.易知,DC0,2,0为平面ADGE的一个法向量, 故cosBPDC由题意,可得2h25BPDCBPDC2h52, sin6033,解得h0,2. 23所以线段DP的长为3. 3 9.(2018全国新课标Ⅰ文)如图,在平行四边形ABCM中,ABAC3,∠ACM90,以AC为 折痕将△ACM折起,使点M到达点D的位置,且AB⊥DA. (1)证明:平面ACD⊥平面ABC; (2)Q为线段AD上一点,P为线段BC上一点, 2且BPDQDA,求三棱锥QABP的体积. 3 9. 答案:(1)见解析(2)1 解答: (1)证明:∵ABCM为平行四边形且ACM90,∴ABAC,又∵ABDA,∴AB平面ACD,∵AB平面ABC,∴平面ABC平面ACD. (2)过点Q作QHAC,交AC于点H,∵AB平面ACD,∴ABCD,又∵CDAC, HQAQ1∴CD平面ABC,∴,∴HQ1,∵BC32,BCAMAD32,∴ CDAD3123,∴BP22,又∵ABC为等腰直角三角形,∴SABP3222211VQABDSABDHQ311. 33 10.(2018全国新课标Ⅰ理)如图,四边形ABCD为正方形,E,F分别为AD,BC的中点,以DF为折痕把△DFC折起,使点C到达点P的位置,且PFBF. (1)证明:平面PEF平面ABFD; (2)求DP与平面ABFD所成角的正弦值. 第13页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 3. 4解答:(1)E,F分别为AD,BC的中点,则EF//AB,∴EFBF, 又PFBF,EFPFF,∴BF平面PEF, BE平面ABFD,∴平面PEF平面ABFD. (2)PFBF,BF//ED,∴PFED, 又PFPD,EDDPD,∴PF平面PED,∴PFPE, 设AB4,则EF4,PF2,∴PE23, 过P作PHEF交EF于H点, 由平面PEF平面ABFD, ∴PH平面ABFD,连结DH, 则PDH即为直线DP与平面ABFD所成的角, 232由PEPFEFPH,∴PH3, 4PH3而PD4,∴sinPDH, PD43∴DP与平面ABFD所成角的正弦值. 410.答案:(1)略;(2) 11.(2018全国新课标Ⅱ文) 如图,在三棱锥PABC中,ABBC22,PAPBPCAC4,O为AC的中点. (1)证明:PO平面ABC; (2)若点M在棱BC上,且MC2MB, 求点C到平面POM的距离. 4511.【答案】(1)见解析;(2). 5【解析】(1)因为APCPAC4,O为AC的中点, 所以OPAC,且OP23.连结OB. 2因为ABBCAC,所以△ABC为等腰直角三角形, 21且OBAC,OBAC2. 2222由OPOBPB知,OPOB. 由OPOB,OPAC知PO平面ABC. 第14页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 (2)作CHOM,垂足为H.又由(1)可得OPCH,所以CH平面POM. 故CH的长为点C到平面POM的距离. 2421由题设可知OCAC2,CMBC,ACB45. 33225OCMCsinACB4545所以OM,CH.所以点C到平面POM的距离为. OM535 12.(2018全国新课标Ⅱ理)如图,在三棱锥PABC中,ABBC22,PAPBPCAC4,O为AC的中点. (1)证明:PO平面ABC; P(2)若点M在棱BC上,且二面角MPAC为30, 求PC与平面PAM所成角的正弦值. 312.【答案】(1)见解析;(2). 4【解析】(1)因为APCPAC4,O为AC的中点, 所以OPAC,且OP23, 2连结OB.因为ABBCAC,所以△ABC为等腰 21直角三角形,且OBAC,OBAC2, 2由OP2OB2PB2知POOB, 由OPOB,OPAC知PO平面ABC. ABOMC (2)如图,以O为坐标原点,OB的方向为x轴正方向,建立空间直角坐标系Oxyz. 由已知得O0,0,0,B2,0,0,A0,2,0,C0,2,0,P0,0,23,AP0,2,23, 取平面PAC的法向量OB2,0,0,设Ma,2a,00a2,则AMa,4a,0, 设平面PAM的法向量为nx,y,z.由APn0,AMn0, 2y23z0得,可取n3a4,3a,a, ax4ay023a43cosOB,n,由已知得cosOB,n, 222223a43aa 第15页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 23a423a43a2a22 王 生 34,解得a4(舍去),a, 2383434n3,3,3,又 PC0,2,23,所以cosPC,n3. 43. 4所以PC与平面PAM所成角的正弦值为 13.(2018全国新课标Ⅲ文)如图,矩形ABCD所在平面与半圆弧CD所在平面垂直,M是CD上 异于C,D的点. (1)证明:平面AMD⊥平面BMC; (2)在线段AM上是否存在点P, 使得MC∥平面PBD?说明理由. 13.答案:见解答 解答:(1)∵正方形ABCD半圆面CMD, ∴AD半圆面CMD,∴AD平面MCD. ∵CM在平面MCD内,∴ADCM,又∵M是半圆弧CD上异于C,D的点,∴CMMD.又∵ADDMD,∴CM平面ADM,∵CM在平面BCM内,∴平面BCM平面ADM. (2)线段AM上存在点P且P为AM中点,证明如下: 连接BD,AC交于点O,连接PD,PB,PO;在矩形ABCD中,O是AC中点,P是AM的中点; ∴OP//MC,∵OP在平面PDB内,MC不在平面PDB内,∴MC//平面PDB. 14.(2018全国新课标Ⅲ理)如图,边长为2的正方形ABCD所在的平面与半圆弧CD所在平面垂直, M是CD上异于C,D的点. (1)证明:平面AMD⊥平面BMC; (2)当三棱锥MABC体积最大时, 求面MAB与面MCD所成二面角的正弦值. 14.答案:见解答 解答:(1)∵正方形ABCD半圆面CMD, ∴AD半圆面CMD,∴AD平面MCD. ∵CM在平面MCD内,∴ADCM,又∵M是半圆弧CD上异于C,D的点,∴CMMD.又∵ADDMD,∴CM平面ADM,∵CM在平面BCM内,∴平面BCM平面ADM. (2)如图建立坐标系: ∵SABC面积恒定, ∴MOCD,VMABC最大. M(0,0,1),A(2,1,0),B(2,1,0),C(0,1,0),D(0,1,0), 第16页 (共17页) 2018年高考数学试题分类汇编 海南省保亭中学 王 生 设面MAB的法向量为m(x1,y1,z1),设面MCD的法向量为n(x2,y2,z2), MA(2,1,1),MB(2,1,1), MC(0,1,1),MD(0,1,1), 2x1y1z10m(1,0,2), 2xyz0111同理n(1,0,0),, ∴cos1525,∴ sin. 555 第17页 (共17页)
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