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平面解析幾何第九章【高考專題突破(四)】——高考中立體幾何問題的熱點題型高考解答題主要采用證明與計算相結(jié)合的模式,第一問考查空間平行或垂直關(guān)系的證明,第二問考查空間角的計算求解.重在考查考生的邏輯推理及計算能力,試題難度一般不大,屬中檔題,且主要有以下幾種常見的熱點題型.【思路導引】(1)利用勾股定理的逆定理證明PA⊥PB,PA⊥PC即可得證;(2)建立空間直角坐標系,用向量法求解.解:(1)證明:在正方形ABCD中,AD∥BC,因為AD?平面PBC,BC?平面PBC,所以AD∥平面PBC.又因為AD?平面PAD,平面PAD∩平面PBC=l,所以AD∥l.因為在AD⊥DC,所以l⊥DC.又PD⊥平面ABCD,所以PD⊥AD.所以PD⊥l.因為CD∩PD=D,所以l⊥平面PDC.【思路導引】(1)利用翻折前后的不變關(guān)系,四邊形ABFE是矩形,證明BF⊥平面PEF,即可證明平面PEF⊥平面ABFD;(2)方法一:借助第(1)問,過P作平面ABFD的垂線為z軸,垂足為原點,EF所在直線為y軸,建系,再求直線DP的方向向量和平面ABFD的法向量,由公式計算所求角的正弦值.方法二:作出PD與平面ABFD所成的角,用幾何法求解.證明:(1)由已知可得,BF⊥PF,BF⊥EF,又PF∩EF=F,所以BF⊥平面PEF.又BF?平面ABFD,所以平面PEF⊥平面ABFD.(2)方法一:作PH⊥EF,垂足為H.由(1)得,PH⊥平面ABFD.解:(1)CD∥AB.理由如下:連接CD,分別取AF,BE的中點M,N,連接DM,CN,MN,由圖1可得,△ADF與△BCE都是等腰直角三角形且全等,則DM⊥AF,CN⊥BE,DM=CN.因為平面ADF⊥平面ABEF,交線為AF,DM?平面ADF,DM⊥AF,所以DM⊥平面ABEF.同理得,CN⊥平面ABEF,所以DM∥CN.又因為DM=CN,所以四邊形CDMN為平行四邊形.所以CD∥MN.因為M,N分別是AF,BE的中點,所以MN∥AB.所以CD∥AB.(2)在AB邊上取一點P,使得AP=DF.由圖1可得,ADFP為正方形,即AP=FP.因為M為AF的中點,所以MP⊥MA.由(1)知,MD⊥平面ABEF,所以MA,MP,MD兩兩垂直.以M點為坐標原點,直線MA,MP,MD分別為坐標軸建立空間直角坐標系M-xyz,如圖.解:(1)取AD的中點O,連接OP,OC,AC,由題意可得△PAD,△ACD均為正三角形,所以O(shè)C⊥AD,OP⊥AD.又OC∩OP=O,所以AD
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