本题导读

本题考查面面垂直的性质。

📌【题干】

Question

(2007年大纲卷I(文)) 四棱锥 中,底面 为平行四边形,侧面 底面 .已知 ,,,. (1)证明:; (2)求直线 与平面 所成角的大小.

🔍【思路分析】

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  1. 以 为原点建系:,,; 在侧面 (即平面 )内,设 。
  2. 两个方程解出 、。
  3. (1)数量积为零即垂直;(2),。

✅【答案】

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(1)证明见解析;(2)

✍【详细解析】

Abstract

建立空间直角坐标系:取 , 所在直线为 轴.由 、 得 侧面 底面 且交线为 ,故 在平面 内,设 .由 : 两式相减得 ,即 ,代回得 ,取 ,故 . (1) ,, 所以 . (2) ,. 取平面 的法向量 且 ,. 设直线 与平面 所成角为 ,则 故 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:线面垂直与线面角

核心方法:建系定坐标 → 数量积证垂直 → 法向量求线面角

避坑指南: 的位置由”侧面 底面”与""共同锁定,坐标设错后面全错;线面角用 ,别误用 。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:面面垂直性质 + 线面垂直证明 + 线面角计算是立体几何解答题的标准三问结构(2008 大纲Ⅰ文第 18 题同族)。

结论推广:面面垂直的性质定理:两平面垂直,交线垂直于其中一个平面内直线,则该直线垂直于另一平面。

方法推广:坐标法三件套:定原点与轴 → 解未知坐标 → 数量积(垂直 / 角)收尾。

🔗【关联脉络】

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