?点G为?PAC的重心,则PG?2GD,QPF?2FB,?FG//BD,
又QFG?平面CEF,BD??平面CEF,?BD//平面CEF;
?2?QAB?AC,PB?PC,PA?PA,??PAB??PAC,
QPA?AC,?PA?AB,可得PA?2,又QAB?AC,
则以AB、AC、AP所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系A?xyz,
0,2?,E?0,0,1? 则A?0,0,0?,B?1,0,0?,C?0,1,0?,P?0,uuuruuuruuurBC?(?1,1,0),BP?(?1,0,2),CE?(0,?1,1).
vruuu?n·BC??x?y?0rv设平面PBC的一个法向量为n?(x,y,z),由?ruuu, n·BP??x?2z?0?r取z?1,得n?(2,2,1).设直线CE与平面PBC所成角为?,
r|?2?1|2ruuu2?则sin??|cos?n,CE?|?.?直线CE与平面PBC所成角的正弦值为. 62?36【点睛】
本题考查线面平行的判定定理的使用,利用建系法来求解线面夹角问题,整体难度不大,本题中的线面夹rruuu角的正弦值公式sin??|cos?n,CE?|使用广泛,需要识记
22.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形且AD∥BC,AB?BC,AB?BC?2AD?2,侧面PAB为等边三角形,且平面PAB?平面ABCD.
(1)求平面PAB与平面PDC所成的锐二面角的大小;
uuuruuur??1),且直线BQ与平面PDC所成角为,求?的值. (2)若CQ??CP(0剟3【答案】(1)【解析】 【分析】
?3?3. ;(2)64(1)分别取AB,CD的中点为O,E,易得OP,OE,OB两两垂直,以OE,OB,OP所在直线为
uuurx,y,z轴建立空间直角坐标系,易得AD?(1,0,0)为平面PAB的法向量,只需求出平面PDC的法向
ruuurr|n?AD|r计算即可; 量为n,再利用cos??|cos?n?AD?|?ruuu|n||AD|ruuurruuuruuur?|cos?n,BQ??|sin计算即可. 2()求出BQ,利用
3【详解】
(1)分别取AB,CD的中点为O,E,连结PO,EO. 因为AD∥BC,所以OE∥BC. 因为AB?BC,所以AB?OE. 因为侧面PAB为等边三角形, 所以AB?OP
又因为平面PAB?平面ABCD,
平面PAB?平面ABCD?AB,OP?平面PAB, 所以OP?平面ABCD, 所以OP,OE,OB两两垂直.
以O为空间坐标系的原点,分别以OE,OB,OP所在直线为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,因为AB?BC?2 AD?2,则O(0,0,0),A(0,?1,0),B(0,1,0),C(2,1,0),D(1,?1,0),P(0,0,3),
uuuruuurDC??1,2,0?,PC?(2,1,?3).
vvuuu?r?n?DC?0?x?2y?0v. 设平面PDC的法向量为n?(x, y, z),则?vuuu,即???2x?y?3z?0?n?PC?0ry?1取,则x??2,z??3,所以n?(?2,1,?3).
又AD?(1,0,0)为平面PAB的法向量,设平面PAB与平面PDC所成的锐二面角的大小为?,则
uuurruuurruuur|n?AD|22r?cos??|cos?n?AD?|?ruuu?,
2|n||AD|(?2)2?12?(?3)2所以平面PAB与平面PDC所成的锐二面角的大小为
?. 4
ruuur(2)由(1)得,平面PDC的法向量为n?(?2,1,?3),PC?(2,1,?3), uuuruuuruuur?1). 所以成BQ?BC??CP?(?2??2,??,3?)(0剟又直线BQ与平面PDC所成角为
?, 3ruuurruuur|n?BQ|3?r?|sin,即ruuu所以|cos?n,BQ??,
3|n||BQ|2即|4??4???3?|(?2)2?12?(?3)2?(?2??2)2?(??)2?(3?)2?3, 2化简得6?2?6??1?0,所以??【点睛】
3?3,符合题意. 6本题考查利用向量坐标法求面面角、线面角,涉及到面面垂直的性质定理的应用,做好此类题的关键是准确写出点的坐标,是一道中档题.
x2y223.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:?x?3??y?1,椭圆E:2?2?1(a?b?0)
ab22的右顶点A在圆C上,右准线与圆C相切.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设过点A的直线l与圆C相交于另一点M,与椭圆E相交于另一点N.当AN?l的方程.
12AM时,求直线7x2y2【答案】(1)??1(2)x?y?2?0或x?y?2?0.
43【解析】 【分析】
(1)圆C的方程已知,根据条件列出方程组,解方程即得;(2)设N?xN,yN?,M?xM,yM?,显然直线l的斜率存在,方法一:设直线l的方程为:y?k?x?2?,将直线方程和椭圆方程联立,消去y,可
12AM可解得k,即得;方法二:设直线l712AM的方程为:x?ty?2(t?0),与椭圆方程联立,可得yN,将其与圆方程联立,可得yM,由AN?7得xN,同理直线方程和圆方程联立,可得xM,再由AN?可解得k,即得. 【详解】
22a.Q右顶点A?a,0?在圆C上,(1)记椭圆E的焦距为2c(c?0)右准线x?与圆C:?x?3??y2?1c??a?3?2?02?1,??a?2相切.??a2解得?,
?c?1??3?1,?cx2y2?1. ?b?a?c?3,椭圆方程为:?43222(2)法1:设N?xN,yN?,M?xM,yM?,
显然直线l的斜率存在,设直线l的方程为:y?k?x?2?.
?y?k?x?2?,?直线方程和椭圆方程联立,由方程组?x2y2消去y得,整理得
??1?3?4?4k2?3x2?16k2x?16k2?12?0.
?16k2?128k2?6. 由xN?2?,解得xN?4k2?34k2?3??y?k?x?2?,2222k?1x?4k?6x?4k?8?0 y直线方程和圆方程联立,由方程组?消去得,????22???x?3??y?1,4k2?82k2?4. 由xM?2?2,解得xM?2k?1k?11212AM,则有2?xN??xM?2?. 7712122??即2,解得k??1, 24k?371?k又AN?
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