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升学考试 福建2014高考数学几何大题步骤 手写版

福建2014高考数学几何大题步骤 手写版

题目回忆: 如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD中点。(Ⅰ)证明:PB∥平面AEC;(Ⅱ)设二面角D-AE-C为60°,AP=1,AD=√3,求三棱锥E-ACD

题目回忆: 如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD中点。

(Ⅰ)证明:PB∥平面AEC;

(Ⅱ)设二面角D-AE-C为60°,AP=1,AD=√3,求三棱锥E-ACD的体积。

手写解题核心步骤:

(Ⅰ)证明PB∥平面AEC

1. 连接BD,交AC于点O。

2. 由于ABCD是矩形,所以O是BD中点。

3. 在△PBD中,E是PD中点,O是BD中点,∴OE是△PBD的中位线。

4. ∴ OE ∥ PB。

5. ∵ OE ⊂ 平面AEC,PB ⊄ 平面AEC。

6. ∴ PB ∥ 平面AEC。(线面平行判定定理)

(Ⅱ)求三棱锥E-ACD的体积

1. 建系: 以A为原点,AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴。则A(0,0,0),D(0,√3,0),E(0, √3/2, 1/2),C(设AB=m,则C(m, √3, 0))。

2. 求法向量:

平面ADE:向量AD=(0,√3,0),向量AE=(0, √3/2, 1/2)。取法向量n1=(1,0,0)(显然与AD、AE垂直)。

平面AEC:向量AE=(0, √3/2, 1/2),向量AC=(m, √3, 0)。

设法向量n2=(x,y,z)。

由n2·AE=0 → (√3/2)y + (1/2)z=0 ①

由n2·AC=0 → mx + √3y =0 ②

令y= -√3,代入①得 z=3,代入②得 x=3/m。

∴ n2=(3/m, -√3, 3)。

3. 用二面角求m:

二面角D-AE-C为60°,即|cos| = cos60°=1/2。

cos = | n1·n2 | / (|n1|·|n2|) = | (3/m) | / (1 × √[(3/m)² + 3 + 9]) = 1/2。

即 |3/m| / √[(9/m²)+12] = 1/2。

两边平方: (9/m²) / [(9/m²)+12] = 1/4。

解得 m = 3/2。即AB=3/2。

4. 求体积V_{E-ACD}:

三棱锥E-ACD的高就是E到平面ACD的距离。

∵ PA⊥平面ABCD,且E为PD中点,∴ E到平面ACD的距离是P到平面ACD距离的一半。

∵ PA⊥平面ABCD,∴ PA⊥平面ACD,P到平面ACD的距离就是PA=1。

∴ E到平面ACD的距离 h = 1/2。

底面△ACD的面积 S = (1/2) × AD × AB = (1/2) × √3 × (3/2) = (3√3)/4。

∴ V_{E-ACD} = (1/3) × S × h = (1/3) × (3√3/4) × (1/2) = √3/8

阅读提示

建议先抓核心知识点,再看例题或表达方式,复习时可结合范文素材和作文栏目一起使用。