二面角的高考試題,可難可易,立體幾何最熱題型之一

2020-12-14 吳國平數學教育

二面角是立體幾何中每年必考的重要內容之一,求解方法主要是作出二面角的平面角,通過解三角形而求角,然而,由於高考試題中二面角問題情景設計的多樣性,使得求解二面角成為難點。

求二面角大小是歷年高考的熱點問題,每年各省、市的高考試題中幾乎都會出現此類題型。

所謂二面角,是指由一條直線出發,兩個半平面組成的圖形,它是我們高中數學知識的重點。

從現階段來看,很多同學尚未掌握到平面與平面的二面角正確求解方式。

現在,綜合學習經驗,歸納出二面角的幾個求解方式,讓所有同學都能夠高效完成二面角知識的學習,具備一定的二面角問題解題能力,更好的解決日常學習中所遇到的二面角求解問題,希望都能藉此攻克高考大關,取得優異的成績。

典型例題分析1:

如圖,三稜柱ABC﹣A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°

(Ⅰ)證明:AB⊥A1C;

(Ⅱ)若AB=CB=2,A1C=√6,求三稜柱ABC﹣A1B1C1的體積.

證明:(Ⅰ)如圖,

取AB的中點O,連結OC,OA1,A1B.

因為CA=CB,所以OC⊥AB.

由於AB=AA1,∠BAA1=60°,故△AA1B為等邊三角形,

所以OA1⊥AB.

因為OC∩OA1=O,所以AB⊥平面OA1C.

又A1C平面OA1C,故AB⊥A1C;

(Ⅱ)解:由題設知△ABC與△AA1B都是邊長為2的等邊三角形,

所以OC=OA1=√3.

又A1C=√6,則A1C2=OC2+OA12,故OA1⊥OC.

因為OC∩AB=O,

所以OA1⊥平面ABC,OA1為三稜柱ABC﹣A1B1C1的高.

又△ABC的面積S△ABC=√3,

故三稜柱ABC﹣A1B1C1的體積V=S△ABC×OA1=√3×√3=3.

考點分析:

直線與平面垂直的性質;稜柱、稜錐、稜台的體積.

題幹分析:

(Ⅰ)由題目給出的邊的關係,可想到去AB中點O,連結OC,OA1,可通過證明AB⊥平面OA1C得要證的結論;

(Ⅱ)在三角形OCA1中,由勾股定理得到OA1⊥OC,再根據OA1⊥AB,得到OA1為三稜柱ABC﹣A1B1C1的高,利用已知給出的邊的長度,直接利用稜柱體積公式求體積.

典型例題分析2:

如圖,四邊形ABCD與BDEF均為菱形,設AC與BD相交於點O,若∠DAB=∠DBF=60°,且FA=FC.

(1)求證:FC∥平面EAD;

(2)求二面角A﹣FC﹣B的正弦值.

解:(1)證明:∵四邊形ABCD與BDEF均為菱形,

∴AD∥BC,DE∥BF.

∵AD平面FBC,DE平面FBC,

∴AD∥平面FBC,DE∥平面FBC,

又AD∩DE=D,AD平面EAD,DE平面EAD,

∴平面FBC∥平面EAD,又FC平面FBC,

∴FC∥平面EAD.…

考點分析:

二面角的平面角及求法;直線與平面平行的判定.

題幹分析:

(1)證明AD∥BC,DE∥BF.推出AD∥平面FBC,DE∥平面FBC,然後證明平面FBC∥平面EAD,即可證明FC∥平面EAD.

(2)連接FO、FD,說明△DBF為等邊三角形,證明AC⊥FO,FO⊥平面ABCD,OA、OB、OF兩兩垂直,建立空間直角坐標系O﹣xyz,設AB=2,求出相關點的坐標,求出平面BFC的一個法向量,平面AFC的一個法向量,設二面角的平面角為θ,利用空間向量的數量積,求解二面角A﹣FC﹣B的正弦值.

相關焦點

  • 高考數學立體幾何命題分析與趨勢研究
    【專題綜述】立體幾何知識是高中數學的重點和難點,也是高考的重要考點之一.立體幾何內容主要包括多面體及旋轉體,其中重點介紹了柱、錐、臺、球的結構特徵,三視圖、點、直線、平面的位置關係等內容.立體幾何研究現實世界中物體的形狀、大小與位置關係.
  • 二面角
    二面角是立體幾何中重要內容之一,也是多年來高考考查的焦點問題,著重考查學生的邏輯思維能力,空間想像能力和運算求解能力,難度適中。
  • 衝刺2018年高考數學,典型例題分析90:與二面角相關的立體幾何題
    (1)求證:EH⊥平面ABCD;(2)在線段BC上是否存在一點P,使得二面角B﹣FD﹣P的大小為π/3?若存在,求出BP的長;若不存在,請說明理由.考點分析:二面角的平面角及求法;直線與平面垂直的判定.
  • 數學立體幾何解題技巧
    高考數學立體幾何解題技巧  1平行、垂直位置關係的論證的策略:  (1)由已知想性質,由求證想判定,即分析法與綜合法相結合尋找證題思路。  (2)利用題設條件的性質適當添加輔助線(或面)是解題的常用方法之一。
  • 解高考立體幾何解答題的方法探討(幾何法、向量法)
    本文精選2018數學高考模擬題中有關立體幾何的一道題,通過求二面角的餘弦值講解幾何法與向量法的應用,立體幾何雖然在高考解答題中放在前幾道題的位置,看似比較基礎,卻是每年高考必考題型,必須引起重視,不容失分。
  • 高中數學:立體幾何知識點及經典題型總結,2020年高考就考這些!
    【距離2020年高考還有101天!】立體幾何在高中階段屬於中難度的知識點,而且每年雷打不動的出一道大題,小題也會經常涉及到。從而考查考生的抽象思維、對空間抽象圖形的感知能力,而且在以後的高等數學、工程實踐有著重要的作用,因此年年高考都會涉及到。那麼自然同學們就要掌握立體幾何的知識點和常考題型。但是很多同學都認為立體幾何很難,但只要打好基礎,就會變得很簡單。
  • 空間向量在立體幾何中的應用(理)(下)
    空間線線、線面、面面平行關係問題是高考考查的重點內容,考查的形式靈活多樣,常與探索性問題、垂直問題、空間角問題結合,可以是小題,也可以是解答題.題目的難度一般不大,是高考中的得分點之一.應用3 利用空間向量處理異面直線夾角、線面角、二面角等空間角問題    異面直線夾角、線面角、二面角等空間角問題是高考考查的熱點和難點,常與探究性問題、平行問題、垂直等問題結合,重點考查綜合利用空間向量、空間平行與垂直的有關定理、空間角的相關概念解決空間角問題的能力,是立體幾何中的難點,難度中檔
  • 作為立體幾何的熱點,直線與平面的平行關係,到處都是高考影子
    在高考數學裡,空間直線與平面的平行有關的知識內容和題型,一直是近幾年高考命題的熱點,成為立體幾何重要的基礎考點。如何巧妙快速的判定空間直線與平面平行位置關係,如何在平面內尋找一條直線,探索該直線與平面平行等,這些問題一直是常見的熱點問題。
  • 高級老師整理的高考數學必考題型總結,值得分享
    高級老師整理的高考數學必考題型總結,值得分享進入高中後,數學越來越難,知識點越來也多,考試所需要的解題思路越來越多,那麼同學們怎麼才能夠在規定的時間內交一份滿意的答卷呢?所以平時的知識點鞏固和題型大盤點是需要同學們去完成的。
  • 衝刺2019年高考數學,典型例題分析14:與二面角有關的解答題
    考點分析:二面角的平面角及求法(2)求出平面ACE的法向量和平面ACC1的法向量,利用向量法能求出二面角C1﹣AC﹣E的餘弦值.解題反思:立體幾何是培養學生空間想像能力的最有力工具,也是數學高考的重要考點之一。
  • 高考數學立體幾何知識點總結
    今天把高考數學必考的立體幾何部分的知識點易錯易考點都給大家整理出來啦!還有必考題型和解題方法,同學們學會這些高考肯定沒問題!高考立體幾何試題一般共有4道(選擇、填空題3道, 解答題1道),共計總分27分左右,考查的知識點在20個以內。選擇填空題考核立幾中的計算型問題,而解答題著重考查立幾中的邏輯推理型問題,當然,二者均應以正確的空間想像為前提。
  • 從120分到140分:高考解答題五大題型答題策略(附例題詳解)
    2)解法靈活多樣,入口寬,得部分分易,得滿分難,幾乎每題都有 坡度,層層設關卡,能較好地區分考生的能力層次。3)側重新增內容與傳統的中學數學內容及數學應用的融合,如函數 與導數、數列結合,向量與解析幾何內容的結合等。
  • 高中數學,立體幾何大題第2講,平面與平面垂直和二面角
    高中數學,高考數學複習,立體幾何大題第2講,證明平面與平面垂直,求二面角的餘弦值。證明平面垂直,求二面角的餘弦值,這兩個問題都要用到垂直,所以咱們在讀題的過程中,要著重關注垂直問題。由④可以得到結論(四):∠CEB是二面角C-A1B1-B的平面角;原因:E是中點,則A1B1垂直於BE,然後不論是根據線面垂直的性質還是根據三垂線定理都很容易得到「A1B1垂直於CE」,故∠CEB是二面角C-A1B1-B的平面角。題讀完了,同時分析出了4個小結論。接下來就可以根據題意以及這些小結論解答問題了。
  • 2020高考數學立體幾何最全知識點總結,今年就考這些!
    今天學習哥把高考數學必考的立體幾何部分的知識點易錯易考點都給大家整理出來啦!還有必考題型和解題方法,同學們學會這些高考肯定沒問題!高考立體幾何試題一般共有4道(選擇、填空題3道, 解答題1道),共計總分27分左右,考查的知識點在20個以內。選擇填空題考核立幾中的計算型問題,而解答題著重考查立幾中的邏輯推理型問題,當然,二者均應以正確的空間想像為前提。
  • 高考數學常考題,立體幾何,快速找到線面角妙招,雖抽象也有方法
    相反,也可根據AE和面α所成的線面角找到AE所在面β與面α所成的二面角,即過E點作AF的垂線EF,再過點E作兩個面的公共線的垂線B,連接FB,則∠FBE就是α和β所成的二面角。知道這個知識點後,要想要找該直線AE和面ACD所成的線面角,則只需要做出面AEC和面ACD所成的二面角即可。
  • 2013高考數學拿高分秘訣:學會取捨合理分配時間
    張天德教授說,數學高考試卷中,選擇題、填空題往往是考查各個基礎知識點,難度不會太大。按歷年經驗,主要是在函數的性質方面會出題比較多。另外,還會在複數的運算、立體幾何、三角函數、圓錐曲線等知識點分散出題。程序設計和流程圖的填寫、概率和排列組合也會考查。選擇題、填空題中一般必有圓錐曲線、立體幾何、三角函數和不等式各一題。解答題基本上是三角函數、概率、立體幾何數列、圓錐曲線和導數等知識點。
  • 精選專題:高中數學立體幾何大題匯總,難易分明適合打基礎和提分
    立體幾何是高中數學的難點之一,也是許多同學們的失分大題,屬於高考中高難度題型。解決這類題型的前提,要具備一定的基礎知識運用以及一定的空間讀圖能力,學會建立坐標系,這是解決立體幾何的一個重要工具。掌握了以上一系列技能之後,同學們就可以去進行實操,找一些針對性強的題目來動手試一試並總結解題思路、技巧、題型,只要把典型的例題吃透了,遇到這類題型基本上可以去高效解決。
  • 2020高考數學重難點突破:立體幾何與空間向量,教研二輪複習推薦
    今天給大家帶來的是「備戰2020高考數學」優質內容:立體幾何與空間向量。通過研究高考考綱,結合同學們的失分點,整理出了這份備考資料,希望能夠幫大家解決一些疑難點。請大家繼續往下閱讀正文。(1)二面角定義:從一條直線出發的兩個半平面所組成的圖形叫做二面角.這條直線叫做二面角的稜,這兩個平面叫做二面角的面.
  • 2018高考立體幾何的熱點題型講解(高一高二數學期末複習必備)
    高考立體幾何熱點題型(1)立體幾何是高考的重要內容,每年基本上都是一個解答題,兩個選擇題或填空題.小題主要考查學生的空間觀念,空間想像能力及簡單計算能力.解答題主要採用「論證與計算」相結合的模式,即首先是利用定義、定理、公理等證明空間的線線、
  • 立體幾何真難!難就難在沒有空間思維,該如何去培養?
    部分學生感覺立體幾何是真的難!有的學生可能平日裡學習成績非常的不錯,可是一旦到了立體幾何章節之後,卻顯得如履薄冰,做起題目來,小心翼翼更是容易出錯。而有的學生可能數學成績往日裡就不是太好,但是到了立體幾何章節,卻顯得高人一等,這是為什麼呢?