本题导读
立体几何大题。(1) 且 得 平面 ;(2) 为 的射影, 中 得 。
📌【题干】
Question
(2009年北京卷(文)) 如图,四棱锥 的底面是正方形, 平面 ,点 在棱 上.
(1)求证:平面 平面 ;
(2)当 且 为 的中点时,求 与平面 所成的角的大小.
🔍【思路分析】
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- (1) 正方形对角线 ;又 底面得 ,故 平面 ; 平面 ,面面垂直得证。
- (2) 设 , 为 中点, 为 中点,则 且 。
- 平面 (由(1)),故 为所求角;,,等腰直角得 。
✅【答案】
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(1) 证明见解析;(2) 与平面 所成的角为
✍【详细解析】
Abstract
(1) 因为四边形 是正方形,所以 。 又 平面 , 平面 ,所以 。 而 ,故 平面 。 又 平面 ,所以平面 平面 。
(2) 设 ,连接 。因为 是正方形, 是 与 的中点;又 是 的中点,所以在 中 且 。 由(1)知 平面 ,且 是 与平面 的交点,故 平面 , 是 在平面 内的射影, 就是 与平面 所成的角。 ;由 得 。 又 底面、,所以 , 为等腰直角三角形,。 故 与平面 所成的角为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:线面垂直与面面垂直、直线与平面所成的角
核心方法:线面垂直推出面面垂直 + 射影法定线面角
避坑指南: 平面 是全题枢纽;(2) 中 靠 这一定量条件,别当定性题画图猜角。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:四棱锥面面垂直证明是立体几何解答题经典模板。
结论推广:线线垂直 线面垂直 面面垂直,链条要步步写依据。
方法推广:线面角用射影法:作出垂线段 ,斜线与射影夹角即所求。
🔗【关联脉络】
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