2021年高考数学考试大纲解读专题05立体几何理
(三)立体几何初步
1.空间几何体
(1)认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构.
(2)能画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的三视图,能识别上述三视图所表示的立体模型,会用斜二侧法画出它们的直观图.
(3)会用平行投影与中心投影两种方法画出简单空间图形的三视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式.
(4)会画某些建筑物的视图与直观图(在不影响图形特征的基础上,尺寸、线条等不作严格要求).
(5)了解球、棱柱、棱锥、台的表面积和体积的计算公式.
2.点、直线、平面之间的位置关系
(1)理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解如下可以作为推理依据的公理和定理. ? 公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内.
公理2:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.
? 公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线. ? 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
? 定理:空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补. (2)以立体几何的上述定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、垂直的有关性质与判定定理.
理解以下判定定理.
? 如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行.
? 如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面都平行,那么这两个平面平行.
? 如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直.
? 如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直.
理解以下性质定理,并能够证明.
? 如果一条直线与一个平面平行,那么经过该直线的任一个平面与此平面的交线和该直线平行. ? 如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线相互平行.
? 垂直于同一个平面的两条直线平行.
? 如果两个平面垂直,那么一个平面内垂直于它们交线的直线与另一个平面垂直.
3.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形的位置关系的简单命题.
(十六)空间向量与立体几何
1.空间向量及其运算
(1)了解空间向量的概念,了解空间向量的基本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示.
(2)掌握空间向量的线性运算及其坐标表示.
(3)掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的共线与垂直.
2.空间向量的应用
(1)理解直线的方向向量与平面的法向量.
(2)能用向量语言表述直线与直线、直线与平面、平面与平面的垂直、平行关系.
(3)能用向量方法证明有关直线和平面位置关系的一些定理(包括三垂线定理).
(4)能用向量方法解决直线与直线、直线与平面、平面与平面的夹角的计算问题,了解向量方法在研究立体几何问题中的应用.
与xx年考纲相比没什么变化,而且这部分内容作为高考的必考内容,在xx年的高考中预计仍会以“一小一大或两小一大”的格局呈现,在选择题或填空题中,考查空间几何体三视图的识别,空间几何体的体积或表面积的计算,空间线面位置关系的判定等,难度中等;在解答题中主要考
查空间线面位置关系中的平行或垂直的证明,空间几何体表面积或体积的计算,空间角或空间距离的计算等,难度中等.
考向一空间几何体的三视图和直观图
样题1 (xx年高考新课标Ⅰ卷)某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形.该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为
A.10 B.12
C.14 D.16
【答案】B
样题2 (xx年高考北京卷)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的最长棱的长度为
A.3 B.2
C.2 D.2
【答案】B
样题3 (xx新课标全国Ⅱ理科)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为
A.B.
C.D.
【答案】B
考向二球的组合体
样题4 (xx新课标全国Ⅲ理科)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】绘制圆柱的轴截面如图所示:
由题意可得:,
结合勾股定理,底面半径,
由圆柱的体积公式,可得圆柱的体积是
2
2
33
ππ1π
4
V r h
??
==??=
?
?
??
,故选B.
【名师点睛】(1)求解空间几何体体积的关键是确定几何体的元素以及线面的位置关系和数量关系,利用相应体积公式求解;(2)若所给几何体的体积不能直接利用公式得出,则常用等积法、分割法、补形法等方法进行求解.
样题5 (xx江苏)如图,在圆柱内有一个球,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切.记圆柱的体积为,球的体积为,则的值是 .
【答案】
考向三空间线面的位置关系
样题6 已知α,β是平面,m、n是直线,给出下列命题:
①若m⊥α,m?β,则α⊥β;
②若m?α,n?α,m∥β,n∥β,则α∥β;
③如果m?α,n?α,m,n是异面直线,那么n与α相交;
④若α∩β=m,n∥m,且n?α,n?β,则n∥α且n∥β.
其中命题正确的是__________.
【答案】①④
【解析】①是平面与平面垂直的判定定理,所以①正确;
②中,m,n不一定是相交直线,不符合两个平面平行的判定定理,所以②不正确;
③中,还可能n∥α,所以③不正确;
④中,由于n∥m,n?α,m?α,则n∥α,同理n∥β,所以④正确.
故填①④.
样题7 (xx新课标全国Ⅰ理科)如图,在四棱锥P?ABCD中,AB//CD,且.
(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;
(2)若PA=PD=AB=DC,,求二面角A?PB?C的余弦值.
考向四 空间角和距离
样题8 (xx 年高考新课标Ⅱ卷)已知直三棱柱中,,,,则异面直线与所成角的余弦值为 A . B . C .
D .
【答案】C
【解析】如图所示,补成直四棱柱, 则所求角为21111,
2,21221cos603,5BC D BC BD C D AB ∠==+-????===
易得,因此111210
cos 55
BC BC D C D ∠=
==,故选C .
样题9 (xx年高考新课标Ⅲ卷) a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:
①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;
②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;
③直线AB与a所成角的最小值为45°;
④直线AB与a所成角的最大值为60°.
其中正确的是________.(填写所有正确结论的编号)
【答案】②③
【解析】设.由题意,是以AC为轴,BC为底面半径的圆锥的母线,由,又AC⊥圆锥底面,所以在底面内可以过点B,作,交底面圆于点D,如图所示,连接DE,则DE⊥BD,,连接AD,等腰中,,当直线AB与a成60°角时,,故,又在中,,过点B作BF∥DE,交圆C于点F,连接AF,由圆的对称性可知,为等边三角形,,即AB与b成60°角,②正确,①错误.
由图可知③正确;很明显,可以满足平面ABC⊥直线a,则直线与所成角的最大值为90°,④错误.故正确的是②③.
专题05 立体几何(选择题、填空题) 1.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知三棱锥P ?ABC 的四个顶点在球O 的球面上,P A =PB =PC ,△ABC 是 边长为2的正三角形,E ,F 分别是P A ,AB 的中点,∠CEF =90°,则球O 的体积为 A . B . C . D 【答案】D 【解析】解法一:,PA PB PC ABC ==Q △为边长为2的等边三角形,P ABC ∴-为正三棱锥, PB AC ∴⊥,又E ,F 分别为PA ,AB 的中点,EF PB ∴∥,EF AC ∴⊥,又EF CE ⊥, ,CE AC C EF =∴⊥I 平面PAC ,∴PB ⊥平面PAC ,APB PA PB PC ∴∠=90?,∴=== P ABC ∴-为正方体的一部分,2R ==即344π33R V R =∴=π==,故选D . 解法二:设2PA PB PC x ===,,E F 分别为,PA AB 的中点,EF PB ∴∥,且1 2 EF PB x = =, ABC Q △为边长为2的等边三角形,CF ∴= 又90CEF ∠=?,1 2 CE AE PA x ∴== =, AEC △中,由余弦定理可得()2243cos 22x x EAC x +--∠= ??, 作PD AC ⊥于D , PA PC =Q ,D \为AC 的中点,1cos 2AD EAC PA x ∠==,22431 42x x x x +-+∴=,
2212122x x x ∴+=∴== ,,,PA PB PC ∴=== 又===2AB BC AC ,,,PA PB PC ∴两两垂直, 2R ∴==2R ∴= ,344338 V R ∴=π=π?=,故选D. 【名师点睛】本题主要考查学生的空间想象能力,补体法解决外接球问题.可通过线面垂直定理,得到三棱两两互相垂直关系,快速得到侧棱长,进而补体成正方体解决. 2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】设α,β为两个平面,则α∥β的充要条件是 A .α内有无数条直线与β平行 B .α内有两条相交直线与β平行 C .α,β平行于同一条直线 D .α,β垂直于同一平面 【答案】B 【解析】由面面平行的判定定理知:α内两条相交直线都与β平行是αβ∥的充分条件,由面面平行性质定理知,若αβ∥,则α内任意一条直线都与β平行,所以α内两条相交直线都与β平行是αβ∥的必要条件,故选B . 【名师点睛】本题考查了空间两个平面的判定与性质及充要条件,渗透直观想象、逻辑推理素养,利用面面平行的判定定理与性质定理即可作出判断.面面平行的判定问题要紧扣面面平行判定定理,最容易犯的错误为定理记不住,凭主观臆断,如:“若,,a b a b αβ??∥,则αβ∥”此类的错误. 3.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】如图,点N 为正方形ABCD 的中心,△ECD 为正三角形,平面ECD ⊥平面ABCD ,M 是线段ED 的中点,则
高考真题集锦(立体几何部分) 1.(2016.理1)如图是由圆柱和圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积是( ) A 20π B24π C28π D.32π 2. βα,是两个平面,m,n 是两条直线,有下列四个命题: (1)如果m ⊥n,m ⊥α,n ∥β,那么βα⊥; (2)如果m ⊥α,n ∥α,那么m ⊥n. (3)如果αβα?m ,∥那么m ∥β。 (4)如果m ∥n,βα∥,那么m 与α所成的角和n 与β所成的角相等。 其中正确的命题有___________ 3.(2016年理1)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条互相垂直的半径.若该几何体的体积是π328,则它的表面积是 A 17π B.18π C.20π D.28π 4.平面α过正方体1111D C B A ABCD -的顶点A ,α//平面11D CB ,?α平面ABCD =m , ?α平面11A ABB =n,则m,n 所成角的正弦值为( ) A.23 B.22 C.33 D.3 1 5.(2016年理1)如图,在以A,B,C,D,E,F 为顶点的五面体中,面ABEF 为正方形,AF=2FD ,∠AFD=90°,且二面角D-AF-E 与二面角C-BE-F 都是60° .(12分) (Ⅰ)证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (Ⅱ)求二面角E-BC-A 的余弦值.
6. (2015年理1)圆柱被一个平面截取一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体,该几何体三视图的正视图和俯视图如图所示,若该几何体的表面积是16+20π,则r=( ) A.1 B.2 C.7 D.8 7.如图,四边形ABCD 为菱形,∠ABC=120°,E,F 是平面ABCD 同一侧的亮点,BE ⊥平面ABCD,DF ⊥平面ABCD,BE=2DF,AE ⊥EC. (1) 证明:平面AEC ⊥平面AFC; (2) 求直线AE 与直线CF 所成角的余弦值。 8.一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如下图,则截取部分体积和剩余 部分体积的比值为() 9.如图,长方体1111D C B A ABCD -中,AB = 16,BC = 10,AA1 = 8,点E ,F 分别在1111C D B A , 上,411==F D E A ,过点E,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形。 (1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由); (2)求直线AF 与平面α所成的角的正弦值 10.如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,AB=5,AC=6,点E,F 分别在AD,CD 上,AE=CF=45 ,EF 交BD 于点H.将△DEF 沿EF 折到△DEF 的位置,OD ’=10 (1)证明:D ’H ⊥平面ABCD (2)求二面角B-D ’A-C 的正弦值
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一.课标要求: 1.集合的含义与表示 (1)通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系; (2)能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用; 2.集合间的基本关系 (1)理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集; (2)在具体情境中,了解全集与空集的含义; 3.集合的基本运算 (1)理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集; (2)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集; (3)能使用Venn 图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用。 二.命题走向 有关集合的高考试题,考查重点是集合与集合之间的关系,近年试题加强了对集合的计算化简的考查,并向无限集发展,考查抽象思维能力,在解决这些问题时,要注意利用几何的直观性,注意运用Venn 图解题方法的训练,注意利用特殊值法解题,加强集合表示方法的转换和化简的训练。考试形式多以一道选择题为主,分值5分。 预测20xx 年高考将继续体现本章知识的工具作用,多以小题形式出现,也会渗透在解答题的表达之中,相对独立。具体题型估计为: (1)题型是1个选择题或1个填空题; (2)热点是集合的基本概念、运算和工具作用。 三.要点精讲 1.集合:某些指定的对象集在一起成为集合。 (1)集合中的对象称元素,若a 是集合A 的元素,记作;若b 不是集合A 的元素,记作;A a ∈A b ? (2)集合中的元素必须满足:确定性、互异性与无序性;
立体几何 G5 空间中的垂直关系 18.、[2014·广东卷] 如图1-4,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,∠DPC=30°,AF⊥PC于点F,FE∥CD,交PD于点E. (1)证明:CF⊥平面ADF; (2)求二面角D- AF- E的余弦值. 图1-4 19.、[2014·湖南卷] 如图1-6所示,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD =O,A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形. (1)证明:O1O⊥底面ABCD; (2)若∠CBA=60°,求二面角C1-OB1-D的余弦值. 19.解:(1)如图(a),因为四边形ACC1A1为矩形,所以CC1⊥AC.同理DD1⊥BD. 因为CC1∥DD1,所以CC1⊥BD.而AC∩BD=O,因此CC1⊥底面ABCD. 由题设知,O1O∥C1C.故O1O⊥底面ABCD. (2)方法一:如图(a),过O1作O1H⊥OB1于H,连接HC1. 由(1)知,O1O⊥底面ABCD O1O⊥A1C1. 又因为四棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱长都相等,所以四边形A1B1C1D1是菱形, 因此A1C1⊥B1D1,从而A1C1⊥平面BDD1B1,所以A1C1⊥OB1,于是OB1⊥平面O1HC1. 进而OB1⊥C1H.故∠C1HO1是二面角C1-OB1-D的平面角.
不妨设AB =2.因为∠CBA =60°,所以OB =3,OC =1,OB 1=7. 在Rt △OO 1B 1中,易知O 1H =OO 1·O 1B 1OB 1=237.而O 1C 1=1,于是C 1H =O 1C 21+O 1H 2 = 1+12 7 = 197 . 故cos ∠C 1HO 1=O 1H C 1H = 23 7197 =25719. 即二面角C 1-OB 1-D 的余弦值为257 19 . 方法二:因为四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的所有棱长都相等,所以四边形ABCD 是菱形,因此AC ⊥BD .又O 1O ⊥底面ABCD ,从而OB ,OC ,OO 1两两垂直. 如图(b),以O 为坐标原点,OB ,OC ,OO 1所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴,建立空间直角坐标系O -xyz ,不妨设AB =2.因为∠CBA =60°,所以OB =3,OC =1,于是相关各点的坐标为O (0,0,0), B 1(3,0,2), C 1(0,1,2). 易知,n 1=(0,1,0)是平面BDD 1B 1的一个法向量. 设n 2=(x ,y ,z )是平面OB 1C 1的一个法向量,则?????n 2·OB →1=0,n 2·OC →1=0,即???3x +2z =0, y +2z =0. 取z =-3,则x =2,y =23,所以n 2=(2,23,-3). 设二面角C 1-OB 1-D 的大小为θ,易知θ是锐角,于是 cos θ=|cos 〈,〉|=??????n 1·n 2|n 1|·|n 2|=2319=25719. 故二面角C 1-OB 1-D 的余弦值为25719 . 19. 、、[2014·江西卷] 如图1-6,四棱锥P - ABCD 中,ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD . 图1-6 (1)求证:AB ⊥PD .
专题复习五 立体几何高考题型 热点之一:点、线、面问题 包括平面的基本性质、空间的直线和平面的位置关系及判定方法,特别注意三垂线定理及其逆定理的应用。 [例1] 已知、αβ是两个平面,直线,.l l αβ??若以①l α⊥,②//l β,③αβ⊥中两个为条件,另一个为结论构成三个命题,则其中正确命题的个数是( ) (A )0个 (B )1个 (C )2个 (D )3个 [例2]把边长为a 的正方形剪去图中的阴影部分,沿图中 所画的线折成一个正三棱锥,则这个正三棱锥的高为( (A (B (C (D (练习) 1.在一个倒置的正三棱锥容器内,放入一个钢球,钢球恰好与棱锥的四个面都接触,经过棱锥的一条侧棱和高作截面,正确的截面图形是( ) 2.如右图,点E 是正方体1111ABCD A BC D - 的棱1DD 的中点,则过点E 与直线AB 和 11B C 都相交的直线的条数是( ) (A )0条 (B )1条 (C )2条 (D )无数 3.在正方体1111ABCD A BC D -中,写出过顶 点A 的一个平面______________,使该平面与正方体的 12条棱所在的直线所成的角均相等(注:填上你认为正确的一个平面即可,不必考虑所有可能的情况)。 热点之二:空间角与距离问题 三个角:包括两条直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角; 八个距离:包括点到直线的距离、点到面的距离、两条平行直线的距离、异面直线 1A 1C 1 B D A C B E 1D (A ) (D )
的距离、直线与平行平面的距离、两个平行平面之间的距离、球面上两点的距离。 在求角或距离时,一定要“先找后解”。 [例3](1998年全国高考题)已知斜三棱柱111ABC A B C -的侧面11A ACC 与底面ABC 垂直,90,2,ABC BC AC ∠=== , 且1111,.AA AC AA AC ⊥= (Ⅰ)求侧棱1AA 与底面ABC 所成角的大小; (Ⅱ)求侧面11A ABB 与底面 ABC 所成二面角的大小; (Ⅲ)(理)求顶点C 到侧面11A ABB 的距离; (Ⅲ)(文)求侧棱1B B 和侧面11A ACC 的距离。 (练习) 4.如图,在正方体1111ABCD A BC D -中,E 、F 分别为 AB 、AD 的中点, (1)11 AC 与1 B C 所成角的大小是_____________; (2) 11AC 与 EF 所成角的大小是_____________; (3) 1AC 与1AD 所成角的大小是_____________; (4)1AD 与EF 所成角的大小是_____________; (5)1BD 与CE 所成角大小是_____________; (6)1B C 与平面ABCD 所成角的大小是_________; (7)1BD 与平面1!DCC D 所成角的大小是_____________; (8)二面角1A BC D --的大小是_________; (9)二面角111B AC B --的大小是_____________; (10)二面角1C EF C --的大小是_____________; 5.将锐角为60°,边长为a 的菱形ABCD 沿较短的对角线BD 折成60°的二面角后, (1)求异面直线AC 与BD 的距离; (2)求三棱锥C ABD -的体积; (3)求D 到面ABC 的距离。 D E A C B O C 1A 1 B D A C B E 1D F 1C 1C 1 B A C B 1 A
2018届高考数学立体几何(理科)专题02 二面角 1.如图,在三棱柱111ABC A B C -中, 1,90A A AB ABC =∠=?侧面11A ABB ⊥底面ABC . (1)求证: 1AB ⊥平面1A BC ; (2)若15360AC BC A AB ==∠=?,,,求二面角11B A C C --的余弦值.
2.如图所示的多面体中,下底面平行四边形与上底面平行,且,,,,平面 平面,点为的中点. (1)过点作一个平面与平面平行,并说明理由; (2)求平面与平面所成锐二面角的余弦值.
3.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为平行四边形, 2AB AD =, BD =,且PD ⊥底面ABCD . (1)证明:平面PBD ⊥平面PBC ; (2)若Q 为PC 的中点,且1AP BQ ?=u u u v u u u v ,求二面角Q BD C --的大小.
4.如图所示的几何体是由棱台和棱锥拼接而成的组合体,其底面四边形是边长为2的菱形,,平面. (1)求证:; (2)求平面与平面所成锐角二面角的余弦值.
5.在四棱锥P ABCD -中,四边形ABCD 是矩形,平面PAB ⊥平面ABCD ,点E 、F 分别为BC 、AP 中点. (1)求证: //EF 平面PCD ; (2)若0 ,120,AD AP PB APB ==∠=,求平面DEF 与平面PAB 所成锐二面角的余弦值.
6.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为直角梯形, ,90AD BC ADC ∠=o P ,平面PAD ⊥底面ABCD , Q 为AD 中点, M 是棱PC 上的点, 1 2,1,2 PA PD BC AD CD === ==(Ⅰ)若点M 是棱PC 的中点,求证: PA P 平面BMQ ; (Ⅱ)求证:平面PQB ⊥平面PAD ; (Ⅲ)若二面角M BQ C --为30o ,设PM tMC =,试确定t 的值.
4 42 立体几何 热点一空间点、线、面的位置关系及空间角的计算 空间点、线、面的位置关系通常考查平行、垂直关系的证明,一般出现在解答题的第(1)问,解答题的第(2)问常考查求空间角,求空间角一般都可以建立空间直角坐标系,用空间向量的坐标运算求解. π 【例1】如图,在△ABC中,∠ABC=,O为AB边上一点,且3OB=3OC=2AB,已知PO⊥平面ABC,2DA=2AO=PO,且DA∥PO. (1)求证:平面PBD⊥平面COD; (2)求直线PD与平面BDC所成角的正弦值. (1)证明∵OB=OC,又∵∠ABC= π 4 , ππ ∴∠OCB=,∴∠BOC=. ∴CO⊥AB. 又PO⊥平面ABC, OC?平面ABC,∴PO⊥OC. 又∵PO,AB?平面PAB,PO∩AB=O, ∴CO⊥平面PAB,即CO⊥平面PDB. 又CO?平面COD, ∴平面PDB⊥平面COD. (2)解以OC,OB,OP所在射线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,如图所示.
? →·n ? 则 sin θ=? ?|PD||n|? PD BC BD BC BD =? ?= 02+(-1)2+(-1)2× 12+12+32 ? 11 1×0+1×(-1)+3×(-1) 设 OA =1,则 PO =OB =OC =2,DA =1. 则 C(2,0,0),B(0,2,0),P(0,0,2),D(0,-1,1), ∴→=(0,-1,-1),→=(2,-2,0),→=(0,-3,1). 设平面 BDC 的一个法向量为 n =(x ,y ,z), ??n·→=0, ?2x -2y =0, ∴? ∴? ??n·→=0, ?-3y +z =0, 令 y =1,则 x =1,z =3,∴n=(1,1,3). 设 PD 与平面 BDC 所成的角为 θ, ? PD ? → ? ? ? ? 2 22 . 即直线 PD 与平面 BDC 所成角的正弦值为 2 22 11 . 【类题通法】利用向量求空间角的步骤 第一步:建立空间直角坐标系. 第二步:确定点的坐标. 第三步:求向量(直线的方向向量、平面的法向量)坐标. 第四步:计算向量的夹角(或函数值). 第五步:将向量夹角转化为所求的空间角. 第六步:反思回顾.查看关键点、易错点和答题规范. 【对点训练】 如图所示,在多面体 A B D DCBA 中,四边形 AA B B ,ADD A ,ABCD 均为正方 1 1 1 1 1 1 1 形,E 为 B D 的中点,过 A ,D ,E 的平面交 CD 于 F. 1 1 1 1 (1)证明:EF∥B C. 1 (2)求二面角 EA D B 的余弦值. 1 1 (1)证明 由正方形的性质可知 A B ∥AB∥DC,且 A B =AB =DC ,所以四边形 A B CD 为平行 1 1 1 1 1 1