本题导读

本题考查平面展开图与空间几何体的关系。核心在于几何还原法、转化与化归的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2020年全国卷I(理))16. 如图,在三棱锥 的平面展开图中,,,,,,则 。

🔍【思路分析】

破题导航

1. 理解展开图的隐含相等关系: 在展开图中, 三点在折叠后重合为三棱锥的顶点 。因此:

  • 。
  • (因为它们是从顶点到 的同一条侧棱)。
  • (因为它们是从顶点到 的同一条侧棱)。

2. 逐步计算各边长:

  • 求 : 在 中使用勾股定理。
  • 求 : 先在 中求出 ,由于 ,从而得到 。
  • 求 : 先在 中利用余弦定理求出 ,由于 ,从而得到 。

3. 最终求解: 在 中,已知三边 ,利用余弦定理求 。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

【答案】

【解析过程】

  1. 求 : 因为 ,,, 由勾股定理得:。

  2. 求 : 因为 ,,, 由勾股定理得:。 根据展开图性质,。

  3. 求 : 在 中,,,。 由余弦定理得: 。 所以 ,即 。

  4. 求 : 在 中,,,。 由余弦定理得: 。

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 关键转换: 展开图问题的本质是寻找共用边和共用点。 点散落在外围,但到各顶点的距离在折叠前后的平面内是可算的。
  • 余弦定理的两次运用: 第一次用于求侧棱长(在 中),第二次用于求目标角(在 中)。
  • 计算细节: 注意 ,在求 时,项 恰好抵消为 3,这是一个设计的数字巧项。

📖【试题探源与推广】

Tip

如果题目要求的是“三棱锥 的体积”,我们需要进一步确定顶点 在底面 上的射影位置。这种从“展开图”到“空间体”再到“截面/角度”的考查链条,是全国卷压轴题的经典逻辑,要求学生具备极强的空间想象力与平面计算能力的转换技巧。

🔗【关联脉络】

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