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1、试题题目:如图,正方形ABCD所在平面与圆O所在平面相交于CD,线段CD为圆O的..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-01-19 07:30:00

试题原文

如图,正方形ABCD所在平面与圆O所在平面相交于CD,线段CD为圆O的弦,AE垂直于圆O所在平面,垂足E是圆O上异于C,D的点,AE=3,圆O的直径为9.
(Ⅰ)求证:平面ABCD⊥平面ADE;
(Ⅱ)求二面角D-BC-E的平面角的正切值。

  试题来源:广东省模拟题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:平面与平面垂直的判定与性质



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)证明:AE垂直于圆O所在平面,CD在圆O所在平面上,AE⊥CD, 
在正方形ABCD中,CD⊥AD,
∵AD∩AE=A,CD⊥平面ADE,
∵CD平面ABCD,
∴平面ABCD⊥平面ADE 。
(Ⅱ)解法一:CD⊥平面ADE,DE平面ADE,
∴CD⊥DE,
∴CE为圆O的直径,即CE=9,
设正方形ABCD的边长为a,
在Rt△CDE中,DE2=CE2-CD2=81-a2
在Rt△ADE中,DE2=AD2-AE2=a2-9,
,解得:

过点E作EF⊥AD于点F,作FC∥AB交BC于点G,连接GE,

 由于AB⊥平面ADE,EF平面ADE,
∴EF⊥AB,
∵AD∩AB=A,∴EF⊥平面ABCD,
∵BC平面ABCD,
∴BC⊥EF,
∵BG⊥FG,EF∩FG=F,
∴BC⊥平面EFG,
∵EG平面EFG,
∴BC⊥EG,
∴∠FGE是二面角D-BC-E的平面角,
在Rt△ADE中,AD=3,AE=3,DE=6,
∵AD·EF=AE·DE,

中,

故二面角D-BC-E的平面角的正切值为
 解法二:CD⊥平面ADE,DE平面ADE,CD⊥DE,
∴CE为圆O的直径,即CE=9,
设正方形ABCD的边长为a,
在Rt△CDE中,DE2=CE2-CD2=81-a2
在Rt△ADE中,DE2=AD2-AE2=a2-9,
以D为坐标原点,分别以ED,CD所在的直线为x轴,y轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则D(0,0,0),E( -6,0,0),
 
设平面ABCD的法向量为
,即
取x1=l,则n1=(1,0,2)是平面ABCD的一个法向量,
设平面BCE的法向量为n2=(x2,y2,z2),
,即
,则是平面BCD的法向量,

,∴
故二面角D-BC-E的平面角的正切值为
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,正方形ABCD所在平面与圆O所在平面相交于CD,线段CD为圆O的..”的主要目的是检查您对于考点“高中平面与平面垂直的判定与性质”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中平面与平面垂直的判定与性质”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

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