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2025版一轮高中总复习数学 (通用版)必刷题库 空间向量与立体几何.pdf

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必刷大题16空间向量与立体几何

1.在直三棱柱ABC-ABC中,∠ABC=90°,BC=2,CC=4,点E在线段BB上,且

11111

EB=1,D,F,G分别为CC,CB,CA的中点.

111111

(1)证明:BD⊥平面ABD;

1

(2)证明:平面EGF∥平面ABD.

证明:(1)以B为坐标原点,BA,BC,BB1所在的直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间

直角坐标系,如图所示,

则B(0,0,0),D(0,2,2),B1(0,0,4),

设BA=a,则A(a,0,0),

所以=(a,0,0),=(0,2,2),1=(0,2,-2),

1·=0,1·=0+4-4=0,

即BD⊥BA,BD⊥BD,BA∩BD=B,

11

因此BD⊥平面ABD.

1

(2)由(1)知,E(0,0,3),G(,1,4),F(0,1,4),

2

则=(,1,1),=(0,1,1),

2

·=0+2-2=0,·=0+2-2=0,即BD⊥EG,BD⊥EF.

1111

1

EG∩EF=E,因此BD⊥平面EGF.

1

结合(1)可知平面EGF∥平面ABD.

2.如图,在三棱锥P-ABC中,AB=AC,D是BC的中点,PO⊥平面ABC,垂足O落在线

段AD上,已知BC=8,PO=4,AO=3,OD=2.

(1)求证:AP⊥BC;

(2)若点M是线段AP上一点,且AM=3.试证明平面AMC⊥平面BMC.

证明:(1)以O为原点,过点O作CB的平行线为x轴,以方向为y轴正方向,以

的方向为z轴正方向,建立空间直角坐标系,如图所示;

则O(0,0,0),A(0,-3,0),

B(4,2,0),C(-4,2,0),P(0,0,4),

故=(0,3,4),=(-8,0,0),

∴·=0×(-8)+3×0+4×0=0,

∴⊥,即AP⊥BC.

(2)∵PO⊥平面ABC,AO⊂平面ABC,∴PO⊥AO,

∵PO=4,AO=3,故AP=5,∵M为AP上一点,且AM=3,

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