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2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ)
大小:0B 10页 发布时间: 2024-01-29 11:19:52 17.33k 15.54k

【分析】(1)在AA1上取点M,使得A1M=2AM,连接EM,B1M,EC1,FC1,由已知证明四边形B1FAM和四边形EDAM都是平行四边形,可得AF∥MB1,且AF=MB1,AD∥ME,且AD=ME,进一步证明四边形B1C1EM为平行四边形,得到EC1∥MB1,且EC1=MB1,结合AF∥MB1,且AF=MB1,可得AF∥EC1,且AF=EC1,则四边形AFC1E为平行四边形,从而得到点C1在平面AEF内;

(2)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,以C1为坐标原点,分别以C1D1,C1B1,C1C所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.分别求出平面AEF的一个法向量与平面A1EF的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角A﹣EF﹣A1的余弦值,再由同角三角函数基本关系式求得二面角A﹣EF﹣A1的正弦值.

【解答】(1)证明:在AA1上取点M,使得A1M=2AM,连接EM,B1M,EC1,FC1,

在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,有DD1∥AA1∥BB1,且DD1=AA1=BB1.

又2DE=ED1,A1M=2AM,BF=2FB1,∴DE=AM=FB1.

∴四边形B1FAM和四边形EDAM都是平行四边形.

∴AF∥MB1,且AF=MB1,AD∥ME,且AD=ME.

又在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,有AD∥B1C1,且AD=B1C1,

∴B1C1∥ME且B1C1=ME,则四边形B1C1EM为平行四边形,

∴EC1∥MB1,且EC1=MB1,

又AF∥MB1,且AF=MB1,∴AF∥EC1,且AF=EC1,

则四边形AFC1E为平行四边形,

∴点C1在平面AEF内;

(2)解:在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,以C1为坐标原点,

分别以C1D1,C1B1,C1C所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.

∵AB=2,AD=1,AA1=3,2DE=ED1,BF=2FB1,

∴A(2,1,3),B(2,0,2),F(0,1,1),A1(2,1,0),

设平面AEF的一个法向量为

,取x1=1,得

设平面A1EF的一个法向量为

,取x2=1,得

∴cos<>=

设二面角A﹣EF﹣A1为θ,则sinθ=

∴二面角A﹣EF﹣A1的正弦值为

【点评】本题考查平面的基本性质与推理,考查空间想象能力与思维能力,训练了利用空间向量求解空间角,是中档题.

20.(12分)已知椭圆C:+=1(0<m<5)的离心率为,A,B分别为C的左、右顶点.

(1)求C的方程;

(2)若点P在C上,点Q在直线x=6上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面积.

【分析】(1)根据e=,a2=25,b2=m2,代入计算m2的值,求出C的方程即可;

(2)设出P,Q的坐标,得到关于s,t,n的方程组,求出AP(8,1),AQ(11,2),从而求出△APQ的面积.

【解答】解:(1)由e=得e2=1﹣,即=1﹣,∴m2=

故C的方程是:+=1;

(2)由(1)A(﹣5,0),设P(s,t),点Q(6,n),

根据对称性,只需考虑n>0的情况,

此时﹣5<s<5,0<t≤

∵|BP|=|BQ|,∴有(s﹣5)2+t2=n2+1①,

又∵BP⊥BQ,∴s﹣5+nt=0②,

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