本题导读
本题考查正方体中的面面平行与线面关系、空间两直线的夹角,以及相关运算的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2016年全国卷I(文)) 平面 过正方体 的顶点 ,,,,则 所成角的正弦值为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 因为 且平面 过点 ,根据面面平行的性质,平面 与各个面的交线相互平行。
- 确定直线 (平面 与底面 的交线)和直线 (平面 与侧面 的交线)的方向,由于 ,所以 ,。
- 求出直线 与 所成角的正弦值即为 和 所成的角。
✅【答案】
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A
✍【详细解析】
Abstract
因为平面 ,且平面 与平面 相交于直线 ,平面 与平面 平行(由正方体性质知平面 ,而 与底面平行由几何关系可得其截线平行于 )。 具体地,由面面平行的性质定理可得: ,且 。 因此,直线 和 所成的角等于直线 与 所成的角。 在正方体 中,连接 和 。 由于 且 ,可知四边形 为正方形, 在 中,三条边分别为:
- 为面对角线,设正方体棱长为 ,则 ;
- 为底面体对角线(的对角线),;
- 为面对角线,。 因此 是边长为 的等边三角形。 故直线 与 的夹角为 。 其正弦值为 。 故选 A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:面面平行的性质、异面直线(或相交直线)夹角的求法。
- 核心方法:平移转化法(将交线转化为正方体面对角线)。
- 避坑指南:准确理解面面平行的截线平行性质,找准交线 和 的方向。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:高考立体几何中空间角的计算经典题。
- 结论推广:正方体中面对角线与体对角线构成的几何图形多具有对称性。
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