【解析】
[证明] (1)∵AS?AB,AF?SB,垂足为F,∴F是SB的中点,又因为E是SA的中点,
∴EF∥AB,∵EF?平面ABC,AB?平面ABC,∴EF∥平面ABC; 同理EG∥平面ABC. 又EF?EG?E,∴平面EFG∥平面ABC.
(2)∵平面SAB?平面SBC,且交线为SB,又AF?平面SAB,AF?SB, ∴AF?平面SBC,∵BC?平面SBC,∴AF?BC, 又因为AB?BC,AF?AB?A,AF、AB?平面SAB, ∴BC?平面SAB,∵SA?平面SAB,∴BC?SA.
【考点定位】本小题主要考查直线与直线、直线与平面以及平面与平面的位置关系,考查空间想象能力和推理论证能力. 24.(1)证明见解析;(2)【解析】 【分析】
(1)直角梯形ABCD中,过D作DF⊥AB于F,求解三角形可得△ABD为正三角形,又△PAD为正三角形,M为线段AD的中点,可得PM⊥AD,BM⊥AD,再由线面垂直的判定可得AD⊥平面PBM,从而得到平面PMB⊥平面ABCD;
(2)在平面PMB中,过B作BO⊥PM,垂足为O,则BO⊥平面PAD,连接AO,则∠BAO为直线BA与平面PAD所成角,然后求解三角形得答案. 【详解】
(1)证明:过D作DF⊥AB于F
3. 4
在Rt?ADE中,AD?2,AE?1,
??BAD??3
∴BAD和△PAD是正三角形, ∵M是AD的中点, ∴AD?MB,AD?MP, 又∵MB?MP?M, ∴AD?平面PMB, 又∵AD?平面ABCD
∴平面PMB?平面ABCD.
(2)由(1)知?PMB是二面角P-AD-B的平面角 ∴?PMB?2?. 3由(1)知AD?平面PMB ∵AD?平面PAD ∴平面PAD?平面PBM
∴过B作平面PAD的垂线,则垂足E在PM延长线上,
∴?BME??3连结AE,则?BAE是AB与平面PAD所成的角,
3∴BM?3,∴BE?,
2∴sin?BAE?【点睛】
本题主要考查平面与平面垂直的判定,线面角的求法,二面角,考查空间想象能力与思维能力,属于中档题. 25.(1)见解析;(2)【解析】 【分析】
(1)由条件已经知道?ABC、?PAB,?PAC均为直角三角形,只需证?PBC为直角三角形即可得证.
(2)利用空间向量求得两个面的法向量,求得cosm,n即可. 【详解】
(1)∵AB?BC?2,AC?22,∴AB2?BC2?AC2, ∴AB?BC,?ABC为直角三角形.
∵PA?平面ABC,∴PA?BC,PA?AB,?PAB,?PAC均为直角三角形. ∵AB?PA?A,∴BC?平面PAB.
又PB?平面PAB,∴BC?PB,?PBC为直角三角形. 故三棱锥P?ABC为鳖臑.
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BE3? AB46 3(2)解:以B为坐标原点,建立空间直角坐标系B?xyz, 如图所示,则A?2,0,0?,C?0,2,0?,D?1,0,1?, 则AD???1,0,1?,AC???2,2,0?. 设平面ACD的法向量为n??x,y,z?, 则??n?AD??x?z?0,?n?AC??2x?2y?0,
令x?1,则n??1,1,1?.
易知平面PAC的一个法向量为m??1,1,0?, 则cosm,n?26. ?33?26. 3由图可知二面角D?AC?P为锐角,则二面角D?AC?P的余弦值为
【点睛】
本题考查线面垂直的证明,考查四面体是否为鳖臑的判断与求法,考查二面角的求法,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查空间向量的应用,是中档题. 26.(1)见解析(2)45° 【解析】
(1)以点C为原点,CB、CA、CC1所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系C-xyz,如图所示,
?6?0,0,则B(1,0,0),A(0,3,0),A1(0,3,6),M????. 2??所以A1B=(1,-3,-6),AM=??0,?3,??6?. ??2?因为A1B·AM=1×0+(-3)×(-3)+(-6)×
6=0,所以A1B⊥AM. 2(2)因为ABC-A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC,又BC?平面ABC,所以CC1⊥BC. 因为∠ACB=90°,即BC⊥AC,又AC∩CC1=C,所以BC⊥平面ACC1A1,即BC⊥平面AMC. 所以CB是平面AMC的一个法向量,CB=(1,0,0).
?6??1,0,设n=(x,y,z)是平面BAM的一个法向量,BA=(-1,3,0),BM=????. 2???x?3y?0nBA?0,由{得{,令z=2,得x=6,y=2. 6nBM?0?x?z?02所以n=(6,2,2)
因为|CB|=1,|n|=23,所以cos〈CB,n〉=AM-C的大小为45° 因此二面角B-
CB?nCB?n=
2, 2