Question

如圖，已知多面體的底面是邊長為的正方形，底面，，且．

（Ⅰ）求多面體的體積；

（Ⅱ）求直線與平面所成角的正弦值；

（Ⅲ）記線段BC的中點為K，在平面ABCD內過點K作一條直線與平面平行，要求保留作圖痕跡，但不要求證明．

 

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）（Ⅰ）．

（Ⅱ）設直線與平面所成角為，   

（Ⅲ）利用三角形中位線定理，取線段DC的中點，連接即為所求．

【解析】

試題分析：（Ⅰ）（Ⅰ）連接ED，利用“分割法”計算得．

（Ⅱ）以點A為原點，AB所在的直線為軸，AD所在的直線為軸，建立空間直角坐標系．確定得到A(0,0,0),E(0,0,2),B(2,0,0),C(2,2,0),F(0,2,1),及.

利用　　確定平面的一個法向量為.

設直線與平面所成角為， 

（Ⅲ）取線段DC的中點；連接，則直線即為所求．

試題解析：（Ⅰ）如圖，連接ED，

∵底面且，∴底面,

∴,

∵,

∴面,                      1分

∴,         2分

  ,              3分

∴多面體的體積

．              5分

（Ⅱ）以點A為原點，AB所在的直線為軸，AD所在的直線為軸，建立空間直角坐標系，如圖．由已知可得A(0,0,0),E(0,0,2),B(2,0,0),C(2,2,0),F(0,2,1),

所以       7分

設平面ECF的法向量為，

則　　　得：

取y=1,得平面的一個法向量為          9分

設直線與平面所成角為，

所以    11分  

（Ⅲ）取線段CD的中點；連接，直線即為所求．                12分

圖上有正確的作圖痕跡            13分

考點：1、平行關系，2、垂直關系，3、空間向量的應用，4、角及體積的計算.