高中数学高考板块2 核心考点突破拿高分 专题3 规范答题示例3课件PPT
展开典例3 (12分)(2017·全国Ⅰ)如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角A-PB-C的余弦值.
计算平面PCB与平面PAB的法向量→计算两个法向量的夹角的余弦值→求得二面角的余弦值.
规范解答 · 分步得分
(1)证明 由已知∠BAP=∠CDP=90°,得AB⊥AP,CD⊥PD.由于AB∥CD,故AB⊥PD,又PD∩PA=P,PD,PA⊂平面PAD,所以AB⊥平面PAD. ………………………………………………………………2分又AB⊂平面PAB,…………………………………………………………………3分所以平面PAB⊥平面PAD.…………………………………………………………4分
(2)解 在平面PAD内作PF⊥AD,垂足为点F,由(1)知,AB⊥平面PAD,故AB⊥PF,可得PF⊥平面ABCD.
设n=(x,y,z)是平面PCB的法向量,
设m=(x′,y′,z′)是平面PAB的法向量,
由图知二面角A-PB-C为钝二面角,
第一步 找垂直:找出(或作出)具有公共交点的两条直线,寻求与它们有垂直关系 的直线,由线面垂直得出面面垂直.第二步 写坐标:选择恰当的坐标原点,建立空间直角坐标系,写出点坐标.第三步 求向量:求两个平面的法向量.第四步 求夹角:运用夹角的余弦公式代入数值,计算向量的夹角.第五步 得结论:得到要求两个平面所成的角.
评分细则 第(1)问:证得AB⊥平面PAD得2分,直接写出不得分;写出AB⊂平面PAB得1分,此步没有扣1分;写出结论平面PAB⊥平面PAD得1分.第(2)问:正确建立空间直角坐标系得2分;写出相应的坐标及向量得1分(酌情);正确求出平面PCB的法向量得1分;正确求出平面PAB的法向量得1分;写出公式cs〈n,m〉= 得1分,正确求出值再得1分;写出正确结果得1分.
跟踪演练3 (2018·全国Ⅰ)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PF⊥BF.(1)证明:平面PEF⊥平面ABFD;
证明 由已知可得BF⊥PF,BF⊥EF,PF∩EF=F,PF,EF⊂平面PEF,所以BF⊥平面PEF.又BF⊂平面ABFD,所以平面PEF⊥平面ABFD.
(2)求DP与平面ABFD所成角的正弦值.
解 如图,作PH⊥EF,垂足为H.由(1)得,PH⊥平面ABFD.
建立如图所示的空间直角坐标系H-xyz.由(1)可得,DE⊥PE.
又PF=1,EF=2,所以PE⊥PF.
设DP与平面ABFD所成的角为θ,
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