高考解析



  多面体是高考立体几何的主要内容,有关棱柱的知识和考查在高考中是重点,每年都有.考查的方向有角度,距离问题,有侧面积、体积等问题.通过棱柱来综合考查线和平面的有关问题.

例1、(全国)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=1,侧面AA1B1B的两条对角线交点为D,B1C1的中点为M。

  (1)求证:CD⊥平面BDM;

  (2)求面B1BD与面CBD所成二面角的大小。

分析:

  (1)根据直线垂直平面的判定方法证明CD垂直于平面BDM内的两条相交直线,由条件知可证CD⊥DB,CD⊥DM。

  (2)求面B1BD与面CBD所成二面角先找二面角的平面角,再求平面角。

解答:(1)证明:如图,联结CA1、AC1、CM,则

      ∴△CBA1为等腰三角形,又知D为A1B的中点,

     ∴CD⊥A1B,∵A1C1=1,.

     又BB1=1,∴A1B=2.

     ∵△A1AB为直角三角形,D为A1B的中点,

     AD=CC1

     又DM=C1M,

     ∴△CDM≌△CC1M,∠CDM=∠CC1M=90°,即CD⊥DM。

     ∵A1B、DM为平面BDM内两条相交直线,∴CD⊥平面BDM;

   (2)解:设F、G分别 BC、BD的中点,联结B1G、FG、B1F,则FG∥CD,

      FG⊥BD。由侧面矩形BB1A1A对角线的交点为D知

      ∴△BB1D是边长为1的正三角形,∴B1G⊥BD,

      ∴∠B1GF是所求二面角的平面角。又

      

      即所求二面角的大小为

例2、(全国高考题)已知正四棱柱ABCD—A1B1C1D1中,AB=1,AA1=2,点E为CC1的中点,点F为BD1的中点.

  (1)证明:EF为BD1与CC1的公垂线;

  (2)求点D1到面BDE的距离.

分析:理清正棱柱的性质,由其中线面关系来解题.

解答:(Ⅰ)取BD的中点M,连MC,MF,

      则FMDD1,又CEDD1,CE⊥CM,

      ∴四边形FMCE为矩形,即EF⊥CC1

      又FE⊥FM,FE⊥DB,∴ FE⊥面BDD1

      ∴ EF⊥BD1

      ∴ EF为CC1与BD1的公垂线.

   (Ⅱ)连结ED1有:

      设D1到面BDE的距离为d ,

      

      BC=1

      ∴

      即点D1到面BDE的距离为

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