本题导读
本题考查面面垂直的转化与线面角。核心在于由面面垂直推线面垂直,再建系求线面角。
📌【题干】
Question
(2004年全国卷III(文)) 三棱锥 中,侧面 与底面 垂直,.
(1) 求证:;
(2) 设 ,求 与平面 所成角的大小.
🔍【思路分析】
破题导航
- 取 中点 ,由 得 ,又面 面 ,故 面 。
- 由 得 , 是 外心且 在 上, 是直径。
- 建系求 与面 所成角。
✅【答案】
Success
(1) 证明见解析
(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1)设 为 中点,因 ,等腰 中 .又面 面 ,交线为 ,故 面 .于是 均为直角三角形,由 得 ,,故 .又 是 中点,故 是 外接圆直径,,即 . (2)建系使 ,,,则 .由 ,取 .面 上三点满足 ,法向量 ; 方向向量 .设 与面 所成角为 ,,故 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:面面垂直与线面角
- 核心方法:(1)取 中点 ,,由面 面 得 面 , 得 , 是 外心,又 在 上,故 是直径,;(2)建系 、、、,面 法向量 , 方向 ,,
- 避坑指南:(1)面面垂直用”交线垂直”转线面垂直;(2) 点高 ,建系后用法向量求线面角,
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 源于面面垂直与线面角,教材”空间向量与立体几何”
- 结论推广: 一般化:面面垂直 + 共棱等腰可得线面垂直,进而建系求线面角;面面垂直转线面垂直用”交线垂直”;线面角用
🔗【关联脉络】
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