【高考地位】
立體幾何中的二面角是乙個非常重要的數學概念,求二面角的大小更是歷年高考的熱點問題,每年各省、市的高考試題中幾乎都會出現此類題型。其求解的策略主要有三種方法:其一是定義法,即按照二面角的定義進行求解;其一是射影法,即找其中乙個平面的垂線;其一是空間向量法,即建立直角座標系進行求解.
在高考中常常以解答題出現,其試題難度屬中高檔題.
【方法點評】
方法一定義法
使用情景:空間中面面角的求法
解題模板:第一步首先分別在兩個平面中找出與交線垂直的直線;
第二步然後運用平移或解三角形的知識求其夾角;
第三步得出結論.
例1. 在邊長為的正三角形中,於,沿折成二面角後,,這時二面角的大小為
【變式演練1】【浙江省紹興市柯橋區2016屆高三教學質量調測(二模)數學(理)試題】(本小題滿分15分)如圖, 以為斜邊的等腰直角三角形與等邊三角形所在平面
互相垂直, 且點滿足.
(1)求證:平面平面;
(2)求平面與平面所成的角的正弦值.
方法二射影法
使用情景:空間中面面角的求法
解題模板:第一步首先求出其中乙個平面的垂線;
第二步然後過垂足作交線的垂線即可得到二面角的平面角;
第三步運用解三角形等相關知識即可求出其大小.
例2. 【河北省衡水中學2017屆高三上學期第三次調,19】(本小題滿分12分)如圖所示,在直三稜柱中,平面側面,且.
(1)求證:;
(2)若直線與平面所成角的正弦值為,求銳二面角的大小.
【變式演練2】如圖,在直四稜柱中,底面為等腰梯形,,,,,分別是稜的中點.
(1)證明:直線平面;
(2)求二面角的余弦值.
【變式演練3】如圖,在三稜錐中,平面,,,,分別**段,上,,,是的中點.
(1)證明:平面;
(2)若二面角的大小為,求.
方法三空間向量法
使用情景:空間中面面角的求法
解題模板:第一步首先建立適當的直角座標系並寫出相應點的空間直角座標;
第二步然後求出兩個平面的法向量;
第三步再利用即可得出結論.
例3 . 如圖,在四稜錐中,底面為等邊三角形,,為的中點.
(1)求;
(2)求平面與平面所成二面角的正弦值.
例4、如圖, 已知矩形所在平面垂直於直角梯形所在平面, 平面平面,且,且. 求二面角的余弦值.
【變式演練4】如圖,四稜錐中,,,,,側面為等邊三角形.
(1)證明:;
(2)求二面角的正弦值.
【變式演練5】如圖,在邊長為的菱形中,,點分別是邊,的中點,,沿將翻摺到,連線,得到如圖的五稜錐,且.
(1)求證:平面;
(2)求二面角的余弦值.
【變式演練6】如圖所示,在四稜錐中,底面四邊形為等腰梯形,為中點,平面,.
(1)證明:平面平面;
(2)若直線與平面所成的角為30°,求二面角的余弦值.
【高考再現】
1. 【2016高考新課標1卷】(本小題滿分為12分)如圖,在以a,b,c,d,e,f為頂點的五面體中,面abef為正方形,af=2fd, ,且二面角d-af-e與二面角c-be-f都是.
()證明:平面abef平面efdc;
()求二面角e-bc-a的余弦值.
2. 【2016高考新課標2理數】如圖,菱形的對角線與交於點,,點分別在上,,交於點.將沿折到位置,.
(ⅰ)證明:平面;
(ⅱ)求二面角的正弦值.
3. 【2016高考山東理數】在如圖所示的圓台中,ac是下底面圓o的直徑,ef是上底面圓o的直徑,fb是圓台的一條母線.
(i)已知g,h分別為ec,fb的中點,求證:gh∥平面abc;
(ii)已知ef=fb=ac=,ab=bc.求二面角的余弦值.
4. 【2016高考天津理數】(本小題滿分13分)
如圖,正方形abcd的中心為o,四邊形obef為矩形,平面obef⊥平面abcd,點g為ab的中點,ab=be=2.
(i)求證:eg∥平面adf;
()求二面角o-ef-c的正弦值;
()設h為線段af上的點,且ah=hf,求直線bh和平面cef所成角的正弦值.
5. 【2016高考浙江理數】(本題滿分15分)如圖,在三稜臺中,平面平面
, ,be=ef=fc=1,bc=2,ac=3.
()求證:ef⊥平面acfd;
()求二面角b-ad-f的平面角的余弦值.
6.【2015高考浙江,理8】如圖,已知,是的中點,沿直線將折成,所成二面角的平面角為,則( )
a. b. c. d.
7.【2015高考安徽,理19】如圖所示,在多面體,四邊形,均為正方形,為的中點,過的平面交於f.
(ⅰ)證明:;
(ⅱ)求二面角余弦值.
8.【2015江蘇高考,22】(本小題滿分10分)
如圖,在四稜錐中,已知平面,且四邊形為直角梯
形,, (1)求平面與平面所成二面角的余弦值;
(2)點q是線段bp上的動點,當直線cq與dp所成角最小時,求線段bq的長
9.【2015高考重慶,理19】如題(19)圖,三稜錐中,平面分別為線段上的點,且
(1)證明:平面
(2)求二面角的余弦值。
10.【2015高考四川,理18】乙個正方體的平面展開圖及該正方體的直觀圖的示意圖如圖所示,在正方體中,設的中點為,的中點為
(1)請將字母標記在正方體相應的頂點處(不需說明理由)
(2)證明:直線平面
(3)求二面角的余弦值.
【反饋練習】
1. 【2016遼寧大連高三雙基測試卷,理19】如圖,四稜錐中,底面是邊長為的菱形,.面,且.在稜上,且,在稜上.
(ⅰ)若麵,求的值;
(ⅱ)求二面角的大小.
2.【河南省新鄉市2017屆高三上學期第一次調研測試數學(理)試題】(本小題滿分12分)
如圖①所示,四邊形為等腰梯形,,且於
點為的中點.將沿著折起至的位置,得到如圖②所示的四稜錐.
(1)求證:平面;
(2)若平面平面,求二面角的余弦值.
3.【四川巴中市2017屆「零診」,19】 (本小題滿分12分)如圖,在直三稜柱中,是的中點.
(1)求證:平面;
(2)若,,,求平面與平面所成二面角的正弦值.
4.【湖南永州市2017屆高三第一次模擬,18】(本小題滿分12分)
如圖1,在的平行四邊形中,垂直平分,且,現將沿折起(如
圖2),使.
(ⅰ)求證:直線平面;
(ⅱ)求平面與平面所成的角(銳角)的余弦值.
5.【廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中2017屆高三8月聯考,19】(本小題滿分12分)如圖,三稜柱中, , ,平面平面,與相交於點.
(1)求證:;
(2)求二面角的余弦值.
6.【河北邯鄲2017屆9月聯考,19】(本小題滿分12分)
如圖,已知等邊中,,分別為,邊的中點,為的中點,為邊上一點,且,將沿折到的位置,使平面平面.
(ⅰ)求證:平面平面;
(ⅱ)求二面角的余弦值.
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4 方程在上有且只有乙個實根,與不等價,前者是後者的乙個必要而不是充分條件.特別地,方程有且只有乙個實根在內,等價於,或且,或且 若,顯然在上沒有零點,所以 令得當時,恰有乙個零點在上 當即時,也恰有乙個零點在上 當在上有兩個零點時,則 或解得或 因此的取值範圍是或 二次函式專題 1 兩根小於2,求...