如图,在三棱锥P– ABC的平面展开图中,AC=1, A…——2020 高考数学第 16 题答案解析

2020_新课标I卷

2020 全国 第 16 题 解答题 区分题
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16.如图,在三棱锥P–

ABC的平面展开图中,AC=1, $A B = A D = { \sqrt { 3 } }$ $A B \bot A C$ ,AB⊥AD, $\angle C A E { = } 3 0 ^ { \circ }$ ,则 $\cos \angle F$ $C B =$

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$- { \frac { 1 } { 4 } }$

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【答案】 $- { \frac { 1 } { 4 } }$

【解析】

【分析】

在 $\triangle A C E$ 中,利用余弦定理可求得CE,可得出CF,利用勾股定理计算出BC、BD,可得出 $B F$ ,然后在 $\triangle B C F$ 中利用余弦定理可求得 $\cos \angle F C B$ 的值.

【详解】 $\because A B \bot A C$ $A B = { \sqrt { 3 } }$ $A C = 1$

由勾股定理得 $B C = \sqrt { A B ^ { 2 } + A C ^ { 2 } } = 2$

同理得 $B D = \sqrt { 6 } \ , \therefore B F = B D = \sqrt { 6 }$

在 $\triangle A C E$ 中, AC =1, $A E = A D = \sqrt { 3 } \ , \angle C A E = 3 0 ^ { \circ }$

由余弦定理得 $C E ^ { 2 } = A C ^ { 2 } + A E ^ { 2 } - 2 A C \cdot A E \cos 3 0 ^ { \circ } = 1 + 3 - 2 \times 1 \times { \sqrt { 3 } } \times { \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } } = 1$

$$ \therefore C F = C E = 1 $$

在 $\triangle B C F$ 中, BC = 2, $B F = { \sqrt { 6 } }$ ,CF =1,

由余弦定理得 $\cos \angle F C B = \frac { C F ^ { 2 } + B C ^ { 2 } - B F ^ { 2 } } { 2 C F \cdot B C } = \frac { 1 + 4 - 6 } { 2 \times 1 \times 2 } = - \frac { 1 } { 4 } .$

故答案为: $- { \frac { 1 } { 4 } }$

【点睛】本题考查利用余弦定理解三角形,考查计算能力,属于中等题.

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