(15分)(2016•浙江)如图,在三棱台ABC﹣DEF中…——2016 高考数学第 18 题答案解析

2016_浙江卷

2016 浙江 第 18 题 解答题 区分题
2016_浙江卷

18.(15分)(2016•浙江)如图,在三棱台ABC﹣DEF中,平面BCFE⊥平面ABC,

∠ACB=90°,BE=EF=FC=1,BC=2,AC=3

(Ⅰ)求证:BF⊥平面ACFD;

(Ⅱ)求直线BD与平面ACFD所成角的余弦值【分析】(Ⅰ)根据三棱台的定义,可知分别延长AD,BE,CF,会交于一点,并设该点为K,并且可以由平面BCFE⊥平面ABC及 $\angle A C B = 9 0 ^ { \circ }$ 可以得出AC⊥平面BCK,进而得出 $\mathrm { B F \bot A C }$ .而根据条件可以判断出点E,F分别为边BK,CK的中点,从而得出△BCK为等边三角形,进而得出 $\mathrm { B F \bot C K }$ ,从而根据线面垂直的判定定理即可得出BF⊥平面ACFD;

(Ⅱ)由 $\mathrm { B F \perp }$ 平面ACFD便可得出 $\angle \mathrm { B D F }$ 为直线BD和平面ACFD所成的角,根据条件可以求出 ${ \mathrm { B F } } { = } { \sqrt { 3 } } , ~ { \mathrm { D F } } { = } { \frac { 3 } { 2 } } ,$ 从而在 $\mathrm { R t } \triangle \mathrm { B D F }$ 中可以求出BD的值,从而得出 $\cos \angle B D F$ 的值,即得出直线BD和平面ACFD所成角的余弦值

参考答案

见解析

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

难度
区分题
先及格路线 · 高中数学 · 中等题

如果目标是先及格,这类题值得掌握。

用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。

完整解析 · 逐步详解

【解答】解:(Ⅰ)证明:延长AD,BE,CF相交于一点K,如图所示:

∵平面BCFE⊥平面ABC,且 $\mathrm { A C \perp B C }$

$\therefore \mathrm { A C } \perp$ 平面 BCK,BF⊂平面 BCK;

∴BF⊥AC;

又 $\mathrm { E F / / B C } , \mathrm { B E = E F = F C = 1 } , \mathrm { B C = 2 } ;$

$\therefore \triangle \mathrm { B C K }$ 为等边三角形,且 F 为 CK 的中点;

$\therefore \mathrm { B F \bot C K }$ ,且 $\mathrm { A C } \cap \mathrm { C K = C } .$

$\therefore \mathrm { B F \perp }$ 平面 ACFD;

(Ⅱ)∵BF⊥平面 $\operatorname { A C F D } ;$

$\therefore \angle \mathrm { B D F }$ 是直线BD和平面ACFD所成的角;

$\because \mathrm { F }$ 为CK中点,且DF $/ / \mathrm { A C } ;$

∴DF 为 $\triangle \tt A C K$ 的中位线,且 $\mathrm { A C = 3 }$

$$ \therefore D F = \frac { 3 } { 2 } $$

又 $\mathtt { B F } = \sqrt { 3 } ;$

∴在 $\mathrm { R t } \triangle \mathrm { B F D }$ 中, $B D = \sqrt { 3 + \frac { 9 } { 4 } } = \frac { \sqrt { 2 1 } } { 2 }$ $\cos \angle B D F = \frac { D F } { B D } = \frac { \frac { 3 } { 2 } } { \frac { \sqrt { 2 1 } } { 2 } } = \frac { \sqrt { 2 1 } } { 7 } ;$

即直线BD和平面ACFD所成角的余弦值为 ${ \frac { \sqrt { 2 1 } } { 7 } } .$

【点评】考查三角形中位线的性质,等边三角形的中线也是高线,面面垂直的性质定理,以及线面垂直的判定定理,线面角的定义及求法,直角三角形边的关系,三角函数的定义

✅ 来源:2016年 · 浙江 · 2016_浙江卷 · 第 18 题 · 本题已通过全部自动发布校验

同类专题与考点

返回上层