如图,在三棱锥 P- A B C 的平面展开图中, A C…——2020 高考数学第 16 题答案解析

2020_新课标 I 卷 (2020·理)

2020 全国 第 16 题 填空题 区分题
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16.如图,在三棱锥 $P-$
$A B C$ 的平面展开图中,$A C=1, A B=A D=\sqrt{3}, A B \perp A C, A B \perp A D, \angle C A E=30^{\circ}$ ,则 $\cos \angle F C B=$ $\_\_\_\_$ .

参考答案

$-\frac{1}{4}$

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题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
余弦定理
核心考法
正余弦定理化归与转化数形结合
关键能力
应用填空题
最容易错
漏解
难度
区分题
先及格路线 · 三角函数基础 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

完整解析 · 逐步详解

【答案】 $-\frac{1}{4}$

【解析】

【分析】
在 $\triangle A C E$ 中,利用余弦定理可求得 $C E$ ,可得出 $C F$ ,利用勾股定理计算出 $B C , B D$ ,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】 $\because A B \perp A C, A B=\sqrt{3}, A C=1$ ,

由勾股定理得 $B C=\sqrt{A B^{2}+A C^{2}}=2$ ,
同理得 $B D=\sqrt{6}, \quad \therefore B F=B D=\sqrt{6}$ ,
在 $\triangle A C E$ 中,$A C=1, A E=A D=\sqrt{3}, \angle C A E=30^{\circ}$ ,
由余弦定理得 $C E^{2}=A C^{2}+A E^{2}-2 A C \cdot A E \cos 30^{\circ}=1+3-2 \times 1 \times \sqrt{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2}=1$ ,
$\therefore C F=C E=1$ ,
在 $\triangle B C F$ 中,$B C=2, B F=\sqrt{6}, C F=1$ ,
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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