立體幾何之目:2019年理數(shù)B17~四棱柱

四棱柱:2019年理科數(shù)學(xué)全國(guó)卷B題17

如圖汇恤,長(zhǎng)方體 ABCD-A_1B_1C_1D_1 的底面 ABCD 是正方形话原,點(diǎn) E 在棱 AA_1 上,BE \perp EC_1.

(1)證明∶BE \perp 平面 EB_1C_1 ;

(2)若 AE=A_1E坤次,求二面角 B-EC-C_1 的正弦值.

2019年理數(shù)B17

【解答第1問(wèn)】

ABCD-A_1B_1C_1D_1 是長(zhǎng)方體

C_1B_1 \perpA_1ABB_1, C_1B_1 \perp BE

BE \perp EC_1, BE \perp C_1B_1, EC_1 \cap C_1B_1=C_1

BE \perpEB_1C_1.


【解答第2問(wèn)】

連接 ACBD, 并記其交點(diǎn)為 Q.

ABCD 是正方形步鉴,∴ AC \perp BD, 且 QA=QC=\dfrac{1}{2}AC

ABCD-A_1B_1C_1D_1 是長(zhǎng)方體揪胃,∴ A_1A \perpABCD, A_1A \perp BD

A_1A \perp BD, AC \perp BD, A_1A \cap AC=A,

BD \perpA_1AC, \triangle QEC\triangle BEC 在平面 AEC 內(nèi)的投影。

ABCD-A_1B_1C_1D_1 是長(zhǎng)方體, ∴ A_1ABB_1 是矩形氛琢,

又∵ AE=A_1E, ∴ \triangle EAB \cong \triangle EA_1B_1, EB=EB_1

又∵ BE \perpEB_1C_1, ∴ BE \perp EB_1

\triangle EBB_1 是等腰直角三角形.

AB=1, 則 EA=EA_1=AB=BC=1,

EB=\sqrt{2}, AC=\sqrt{2}, EC=\sqrt{3}.

S_{\triangle BEC}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}, S_{\triangle QEC}=\dfrac{\sqrt{2}}{4}

\cos <B-EC-A> = \dfrac{S_{\triangle QEC}}{S_{\triangle BEC}}=\dfrac{1}{2}

\sin <B-EC-A> = \dfrac{\sqrt{3}}{2}

∵ 二面角 B-EC-C_1 與 二面角B-EC-C_1 互補(bǔ)喊递,∴ \sin <B-EC-C_1> = \dfrac{\sqrt{3}}{2}


【提煉與提高】

第1問(wèn)是很常規(guī)的考法,難度與統(tǒng)編教材的習(xí)題相當(dāng)阳似。

第2問(wèn)難度適中骚勘。利用面積比求二面角,是很常規(guī)的操作撮奏。假如用空間向量來(lái)解答俏讹,也是可以的。我們這里用面積比來(lái)解答畜吊,計(jì)算量要小一些泽疆。讀者可以自行比較。


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