1.如图正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为a ,以下结论不正确的是( )
A .异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°
B .直线A 1D 与BC 1垂直
C .直线A 1D 与BD 1平行
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积为a 3
2.已知长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4,CC 1=2,则直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为( )
A . B . C . D .
3.如图,在三棱锥A ﹣BCD 中,已知三角形ABC 和三角形DBC 所
在平面互相垂直,AB=BD,∠CBA=∠CBD=
BCD 所成角的大小是( )
A . B . C . D . ,则直线AD 与平面
4.已知边长为的正方形ABCD 的四个顶点都在球心为O 的球面上,若球O 的体积为36π,则直线OA 与平面ABCD 所成的角的余弦值为( )
A . B . C . D .
5.已知正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,则AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值等于( )
A .
6.如图,在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
∠ABC=∠
DCB=
A .
B . C . D . ,BC=3,CD=2,,则二面角A ﹣BC ﹣D 的大小为( ) C . D . B .
7.如图在一个60°的二面角的棱上有两个点A 、B ,线段AC 、
BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,且
AB=AC=1,BD=2,则CD 的长为( )
A .2
8.如图,在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且AB=
BC=,则二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为( ) ,
B . C . D .1
A .30° B .45° C .60° D .90°
9.在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为( )
A . B . C . D .
10.如图,设线段DA 和平面ABC 所成角为α(0<α<
面角D ﹣AB ﹣C 的平面角为β,则( )
A .α≤β<π B .α≤β≤π﹣α
C .
),二 D .
答案
1.(2014•西陵区校级模拟)如图正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为a ,以下结论不正确的是( )
A .异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°
B .直线A 1D 与BC 1垂直
C .直线A 1D 与BD 1平行
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积为a 3
【分析】如图所示,建立空间直角坐标系.利用正方体的性质、向量的夹角公式与数量积的关系、三棱锥的体积计算公式即可得出.
【解答】解:如图所示,建立空间直角坐标系.
A .A 1(a ,0,a ),D (0,0,0),A (a ,0,0),B 1(a ,a ,a ). ∴
∴=(﹣a ,0,﹣a ),==(0,a ,a ), ==﹣,
∴异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°.
B .C 1(0,a ,a ),B (a ,a ,0).
=(﹣a ,0,﹣a )•(﹣a ,0,a )=a2﹣a 2=0.
∴直线A 1D 与BC 1垂直.
C .D 1(0,0,a ). ∵=(﹣a ,0,﹣a )•(﹣a ,﹣a ,a )=a2﹣a 2=0,∴直线A 1D 与BD 1垂直,不平行;
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积=综上可知:只有C 不正确.
==.
故选:C .
【点评】本题考查了正方体的性质、向量的夹角公式与数量积的关系、三棱锥的体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.(2017•南开区模拟)已知长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4,CC 1=2,则直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为( )
A . B . C . D .
【分析】要求线面角,先寻找斜线在平面上的射影,因此,要寻找平面的垂线,利用已知条件可得.
【解答】解:由题意,连接A 1C 1,交B 1D 1于点O
∵长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4
∴C 1O ⊥B 1D 1
∴C 1O ⊥平面DBB 1D 1
在Rt △BOC 1
中,
∴直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为
故选C .
【点评】本题的考点是直线与平面所成的角,主要考查线面角,关键是寻找线面角,通常寻找斜线在平面上的射影.
3.(2017•广安模拟)如图,在三棱锥A ﹣BCD 中,已知三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,AB=BD,∠CBA=∠CBD=
的大小是( )
,则直线AD 与平面BCD 所成角
A . B . C . D .
【分析】如图所示,过点A 在平面ABC 内作AO ⊥BC ,垂足为点O ,连接OD .根据三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,可得AO ⊥平面BCD ,AO ⊥OD .因此∠ADO 是直线AD 与平面BCD 所成的角.通过证明△OBA ≌△OBD ,即可得出.
【解答】解:如图所示,过点A 在平面ABC 内作AO ⊥BC ,垂足为点O ,连接OD .
∵三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,∴AO ⊥平面BCD ,∴AO ⊥OD . ∴∠ADO 是直线AD 与平面BCD 所成的角.
∵AB=BD,∠CBA=∠CBD=,
∴∠ABO=∠DBO ,又OB 公用,
∴△OBA ≌△OBD ,
∴∠BOD=∠
AOB=
∴∠
故选:B .
. .OA=OD.
【点评】本题考查了空间线面面面垂直的判定与性质定理、空间角、三角形全等判定与性质定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
4.(2017•临沂三模)已知边长为的正方形ABCD 的四个顶点都在球心为O 的球面上,若球O 的体积为36π,则直线OA 与平面ABCD 所成的角的余弦值为( )
A . B . C . D .
【分析】设ABCD 的中心为M ,则∠OAM 为所求角,求出球的半径和正方形的对角线长,在Rt △OAM 中求出cos ∠OAM .
【解答】解:设正方形ABCD 的中心为M ,连结OM ,OA ,则OM ⊥平面ABCD , ∴∠OAM 为OA 与平面ABCD 所成的角.
设球的半径为r ,则
∵正方形ABCD 边长为2
∴cos ∠
OAM=
故选:B .
. =36π,解得r=3,即OA=3, ,∴AM=2,
【点评】本题考查了直线与平面所成角的计算,属于中档题.
5.(2017春•双峰县校级期中)已知正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,则AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值等于( )
A . B . C . D .
【分析】取A 1C 1中点E ,连结B 1E ,则B 1E ⊥A 1C 1,B 1E ⊥AA 1,从而B 1E ⊥平面ACC 1A 1,进而∠B 1AE 是AB 1与侧面ACC 1A 1所成角,由此能出AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值.
【解答】解:取A 1C 1中点E ,连结B 1E ,
∵正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,
∴B 1E ⊥A 1C 1,B 1E ⊥AA 1,
又A 1C 1∩AA 1=A1,∴B 1E ⊥平面ACC 1A 1,
∴∠B 1AE 是AB 1与侧面ACC 1A 1所成角,
设正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长为2,
则BE 1
=
∴sin ∠B 1AE=
,AE====. ,
∴AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值为
故选:A .
.
【点评】本题考查线面角的正弦值的求法,涉及到空间中线线、线面、面面间的位置关系,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、数形结合思想,是中档题.
6.(2017春•岳阳县校级期末)如图,在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
CD=2,∠ABC=∠
DCB=,则二面角A ﹣BC ﹣D 的大小为( )
,BC=3,
A . B . C .
与 D.
【分析】
(的夹角是θ二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角=π﹣θ
,由=)2,能求出二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角.
与的夹角是θ 【解答】解:设二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角=π﹣θ,
∵在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
=∴
,BC=3,CD=2,∠ABC=∠DCB=,
+=(+, )2
=2+2+2+2||•||•cos∠ABC +2||•||•cosθ+2||•||•cos(180°﹣∠BCD )
∴12=1+9+4+0+2×1×2×cosθ+0
解得cosθ=﹣,∴
θ=°
=. ∴二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角为π﹣故选:B .
【点评】本题考查二面角的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.
7.(2017春•温江区校级期中)如图在一个60°的二面角的棱上有两个点A 、B ,线段AC 、BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,且AB=AC=1,BD=2,则CD 的长为( )
A .2 B . C . D .1
,两边平方后展开整理,即可求得,则CD 的长可【分析】由
求.
【解答】解:∵
∴
∵∴⊥,
,⊥+2, , , +2+2,
cos120°=﹣×1×2=﹣1. ∴
∴||=2, ﹣2×1=4,
故选:A .
【点评】本题考查了向量的多边形法则、数量积的运算性质、向量垂直与数量积的关系,考查了空间想象能力,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
8.(2016春•滨州期末)如图,在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且
AB=,
BC=,则二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为( )
A .30° B .45° C .60° D .90°
【分析】以B 为原点,BA 为x 轴,BC 为y 轴,过B 作平面ABC 的垂线为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角B ﹣AP ﹣C 的大小.
【解答】解:∵在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且
AB=,
BC=, ∴以B 为原点,BA 为x 轴,BC 为y 轴,过B 作平面ABC 的垂线为z 轴,建立空间直角坐标系,
A (,0,0),P (,0,t ),C (0,
=(﹣,,0),
=(0,0,﹣t ),,﹣t ),
设平面PAC 的法向量=(x ,y ,z ), 则,取x=1,得=(1,
,0),
平面PAB 的法向量=(0,1,0),
设二面角B ﹣AP ﹣C 的平面角为θ,
则cosθ=
∴θ=30°.
∴二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为30°.
故选:A .
=,
【点评】本题考查二面角的大小的求法,是中档题,解题时认真审题,注意向量法的合理运用.
9.(2016春•雅安期末)在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为( )
A . B . C . D .
【分析】由BC ⊥CD ,CB 1⊥CD ,得到平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的平面角为∠BCB 1,由此能求出平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的大小.
【解答】解:在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,
∵CD ⊥平面BCC 1B 1,
∴BC ⊥CD ,CB 1⊥CD ,
∴平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的平面角为∠BCB 1,
∵BC=BB1,BC ⊥BB 1,
∴∠BCB 1
=.
. ∴平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为
故选:C .
【点评】本题考查二面角的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
10.(2016秋•温州期中)如图,设线段DA 和平面ABC 所成角为α(0<α<二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角为β,则( )
),
A .α≤β<π B .α≤β≤π﹣α C. D.
【分析】如图所示,图一:过点D 作DO ⊥平面ABC ,垂足为O 点,
连接OA ,过点O 作OE ⊥AB ,垂足为E 点,连接DE .则∠OAD 是线段DA 和平面ABC 所成角α(0<α<),
∠OED 是二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角β,利用直角三角形边角关系即可得出.α<β<π﹣α.同理图二中:可得α<π﹣β,α
【解答】解:如图所示,
图一:过点D 作DO ⊥平面ABC ,垂足为O 点,
连接OA ,过点O 作OE ⊥AB ,垂足为E 点,连接DE .
则∠OAD 是线段DA 和平面ABC 所成角α(0<α<
第11页(共12页)
),
∠OED 是二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角β,
则tanα=,tanβ=,OA >OE ,
∴tanα<tanβ,可得α<β,α+β<π,因此α<β<π﹣α.
同理图二中:tanα=,tan (π﹣β)=,
可得α<π﹣β,α<β,因此α<β<π﹣α.
综上可得:α<β<π﹣α.
故选:B .
【点评】本题考查了空间位置关系、空间角、直角三角形的边角关系,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
第12页(共12页)
1.如图正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为a ,以下结论不正确的是( )
A .异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°
B .直线A 1D 与BC 1垂直
C .直线A 1D 与BD 1平行
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积为a 3
2.已知长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4,CC 1=2,则直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为( )
A . B . C . D .
3.如图,在三棱锥A ﹣BCD 中,已知三角形ABC 和三角形DBC 所
在平面互相垂直,AB=BD,∠CBA=∠CBD=
BCD 所成角的大小是( )
A . B . C . D . ,则直线AD 与平面
4.已知边长为的正方形ABCD 的四个顶点都在球心为O 的球面上,若球O 的体积为36π,则直线OA 与平面ABCD 所成的角的余弦值为( )
A . B . C . D .
5.已知正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,则AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值等于( )
A .
6.如图,在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
∠ABC=∠
DCB=
A .
B . C . D . ,BC=3,CD=2,,则二面角A ﹣BC ﹣D 的大小为( ) C . D . B .
7.如图在一个60°的二面角的棱上有两个点A 、B ,线段AC 、
BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,且
AB=AC=1,BD=2,则CD 的长为( )
A .2
8.如图,在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且AB=
BC=,则二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为( ) ,
B . C . D .1
A .30° B .45° C .60° D .90°
9.在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为( )
A . B . C . D .
10.如图,设线段DA 和平面ABC 所成角为α(0<α<
面角D ﹣AB ﹣C 的平面角为β,则( )
A .α≤β<π B .α≤β≤π﹣α
C .
),二 D .
答案
1.(2014•西陵区校级模拟)如图正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为a ,以下结论不正确的是( )
A .异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°
B .直线A 1D 与BC 1垂直
C .直线A 1D 与BD 1平行
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积为a 3
【分析】如图所示,建立空间直角坐标系.利用正方体的性质、向量的夹角公式与数量积的关系、三棱锥的体积计算公式即可得出.
【解答】解:如图所示,建立空间直角坐标系.
A .A 1(a ,0,a ),D (0,0,0),A (a ,0,0),B 1(a ,a ,a ). ∴
∴=(﹣a ,0,﹣a ),==(0,a ,a ), ==﹣,
∴异面直线A 1D 与AB 1所成的角为60°.
B .C 1(0,a ,a ),B (a ,a ,0).
=(﹣a ,0,﹣a )•(﹣a ,0,a )=a2﹣a 2=0.
∴直线A 1D 与BC 1垂直.
C .D 1(0,0,a ). ∵=(﹣a ,0,﹣a )•(﹣a ,﹣a ,a )=a2﹣a 2=0,∴直线A 1D 与BD 1垂直,不平行;
D .三棱锥A ﹣A 1CD 的体积=综上可知:只有C 不正确.
==.
故选:C .
【点评】本题考查了正方体的性质、向量的夹角公式与数量积的关系、三棱锥的体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.(2017•南开区模拟)已知长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4,CC 1=2,则直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为( )
A . B . C . D .
【分析】要求线面角,先寻找斜线在平面上的射影,因此,要寻找平面的垂线,利用已知条件可得.
【解答】解:由题意,连接A 1C 1,交B 1D 1于点O
∵长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=4
∴C 1O ⊥B 1D 1
∴C 1O ⊥平面DBB 1D 1
在Rt △BOC 1
中,
∴直线BC 1和平面DBB 1D 1所成角的正弦值为
故选C .
【点评】本题的考点是直线与平面所成的角,主要考查线面角,关键是寻找线面角,通常寻找斜线在平面上的射影.
3.(2017•广安模拟)如图,在三棱锥A ﹣BCD 中,已知三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,AB=BD,∠CBA=∠CBD=
的大小是( )
,则直线AD 与平面BCD 所成角
A . B . C . D .
【分析】如图所示,过点A 在平面ABC 内作AO ⊥BC ,垂足为点O ,连接OD .根据三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,可得AO ⊥平面BCD ,AO ⊥OD .因此∠ADO 是直线AD 与平面BCD 所成的角.通过证明△OBA ≌△OBD ,即可得出.
【解答】解:如图所示,过点A 在平面ABC 内作AO ⊥BC ,垂足为点O ,连接OD .
∵三角形ABC 和三角形DBC 所在平面互相垂直,∴AO ⊥平面BCD ,∴AO ⊥OD . ∴∠ADO 是直线AD 与平面BCD 所成的角.
∵AB=BD,∠CBA=∠CBD=,
∴∠ABO=∠DBO ,又OB 公用,
∴△OBA ≌△OBD ,
∴∠BOD=∠
AOB=
∴∠
故选:B .
. .OA=OD.
【点评】本题考查了空间线面面面垂直的判定与性质定理、空间角、三角形全等判定与性质定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
4.(2017•临沂三模)已知边长为的正方形ABCD 的四个顶点都在球心为O 的球面上,若球O 的体积为36π,则直线OA 与平面ABCD 所成的角的余弦值为( )
A . B . C . D .
【分析】设ABCD 的中心为M ,则∠OAM 为所求角,求出球的半径和正方形的对角线长,在Rt △OAM 中求出cos ∠OAM .
【解答】解:设正方形ABCD 的中心为M ,连结OM ,OA ,则OM ⊥平面ABCD , ∴∠OAM 为OA 与平面ABCD 所成的角.
设球的半径为r ,则
∵正方形ABCD 边长为2
∴cos ∠
OAM=
故选:B .
. =36π,解得r=3,即OA=3, ,∴AM=2,
【点评】本题考查了直线与平面所成角的计算,属于中档题.
5.(2017春•双峰县校级期中)已知正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,则AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值等于( )
A . B . C . D .
【分析】取A 1C 1中点E ,连结B 1E ,则B 1E ⊥A 1C 1,B 1E ⊥AA 1,从而B 1E ⊥平面ACC 1A 1,进而∠B 1AE 是AB 1与侧面ACC 1A 1所成角,由此能出AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值.
【解答】解:取A 1C 1中点E ,连结B 1E ,
∵正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长相等,
∴B 1E ⊥A 1C 1,B 1E ⊥AA 1,
又A 1C 1∩AA 1=A1,∴B 1E ⊥平面ACC 1A 1,
∴∠B 1AE 是AB 1与侧面ACC 1A 1所成角,
设正三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1的侧棱长与底面边长为2,
则BE 1
=
∴sin ∠B 1AE=
,AE====. ,
∴AB 1与侧面ACC 1A 1所成角的正弦值为
故选:A .
.
【点评】本题考查线面角的正弦值的求法,涉及到空间中线线、线面、面面间的位置关系,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、数形结合思想,是中档题.
6.(2017春•岳阳县校级期末)如图,在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
CD=2,∠ABC=∠
DCB=,则二面角A ﹣BC ﹣D 的大小为( )
,BC=3,
A . B . C .
与 D.
【分析】
(的夹角是θ二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角=π﹣θ
,由=)2,能求出二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角.
与的夹角是θ 【解答】解:设二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角=π﹣θ,
∵在四面体ABCD 中,AB=1,AD=2
=∴
,BC=3,CD=2,∠ABC=∠DCB=,
+=(+, )2
=2+2+2+2||•||•cos∠ABC +2||•||•cosθ+2||•||•cos(180°﹣∠BCD )
∴12=1+9+4+0+2×1×2×cosθ+0
解得cosθ=﹣,∴
θ=°
=. ∴二面角A ﹣BC ﹣D 的平面角为π﹣故选:B .
【点评】本题考查二面角的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.
7.(2017春•温江区校级期中)如图在一个60°的二面角的棱上有两个点A 、B ,线段AC 、BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,且AB=AC=1,BD=2,则CD 的长为( )
A .2 B . C . D .1
,两边平方后展开整理,即可求得,则CD 的长可【分析】由
求.
【解答】解:∵
∴
∵∴⊥,
,⊥+2, , , +2+2,
cos120°=﹣×1×2=﹣1. ∴
∴||=2, ﹣2×1=4,
故选:A .
【点评】本题考查了向量的多边形法则、数量积的运算性质、向量垂直与数量积的关系,考查了空间想象能力,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
8.(2016春•滨州期末)如图,在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且
AB=,
BC=,则二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为( )
A .30° B .45° C .60° D .90°
【分析】以B 为原点,BA 为x 轴,BC 为y 轴,过B 作平面ABC 的垂线为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角B ﹣AP ﹣C 的大小.
【解答】解:∵在四面体P ﹣ABC 中,PA 、AB 、BC 两两垂直,且
AB=,
BC=, ∴以B 为原点,BA 为x 轴,BC 为y 轴,过B 作平面ABC 的垂线为z 轴,建立空间直角坐标系,
A (,0,0),P (,0,t ),C (0,
=(﹣,,0),
=(0,0,﹣t ),,﹣t ),
设平面PAC 的法向量=(x ,y ,z ), 则,取x=1,得=(1,
,0),
平面PAB 的法向量=(0,1,0),
设二面角B ﹣AP ﹣C 的平面角为θ,
则cosθ=
∴θ=30°.
∴二面角B ﹣AP ﹣C 的大小为30°.
故选:A .
=,
【点评】本题考查二面角的大小的求法,是中档题,解题时认真审题,注意向量法的合理运用.
9.(2016春•雅安期末)在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为( )
A . B . C . D .
【分析】由BC ⊥CD ,CB 1⊥CD ,得到平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的平面角为∠BCB 1,由此能求出平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的大小.
【解答】解:在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,
∵CD ⊥平面BCC 1B 1,
∴BC ⊥CD ,CB 1⊥CD ,
∴平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角的平面角为∠BCB 1,
∵BC=BB1,BC ⊥BB 1,
∴∠BCB 1
=.
. ∴平面A 1B 1CD 与平面ABCD 所成二面角为
故选:C .
【点评】本题考查二面角的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
10.(2016秋•温州期中)如图,设线段DA 和平面ABC 所成角为α(0<α<二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角为β,则( )
),
A .α≤β<π B .α≤β≤π﹣α C. D.
【分析】如图所示,图一:过点D 作DO ⊥平面ABC ,垂足为O 点,
连接OA ,过点O 作OE ⊥AB ,垂足为E 点,连接DE .则∠OAD 是线段DA 和平面ABC 所成角α(0<α<),
∠OED 是二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角β,利用直角三角形边角关系即可得出.α<β<π﹣α.同理图二中:可得α<π﹣β,α
【解答】解:如图所示,
图一:过点D 作DO ⊥平面ABC ,垂足为O 点,
连接OA ,过点O 作OE ⊥AB ,垂足为E 点,连接DE .
则∠OAD 是线段DA 和平面ABC 所成角α(0<α<
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),
∠OED 是二面角D ﹣AB ﹣C 的平面角β,
则tanα=,tanβ=,OA >OE ,
∴tanα<tanβ,可得α<β,α+β<π,因此α<β<π﹣α.
同理图二中:tanα=,tan (π﹣β)=,
可得α<π﹣β,α<β,因此α<β<π﹣α.
综上可得:α<β<π﹣α.
故选:B .
【点评】本题考查了空间位置关系、空间角、直角三角形的边角关系,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
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