2021新高考数学二轮总复习学案:5.3.2 立体几何中的翻折问题及探索性问题含解析.pdf
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5.3.2立体几何中的翻折问题及探索性问题
关键能力学案突破
热点翻折
一问题
1.翻折问题中空间关系的证明
【例1】(2020陕西西安中学高三模拟,19)在平行四边形ABCD中,AB=3,BC=2,过点A作
CD的垂线交CD的延长线于点E,AE=.连接EB交AD于点F,如图1,将△ADE沿AD
折起,使得点E到达点P的位置,如图2.
(1)证明:直线AD⊥平面BFP;
(2)若G为PB的中点,H为CD的中点,且平面ADP⊥平面ABCD,求三棱锥G-BCH
的体积.
解题心得解翻折问题的关键是辨析清楚“不变的位置关系和数量关系”以及“变的位
置关系和数量关系”,转化为一般的立体几何问题解答.
【对点训练1】(2020湖南怀化三模,18)图1是直角梯形ABCD,AB∥DC,∠
D=90°,AB=2,DC=3,AD=,点E在DC上,CE=2ED,以BE为折痕将△BCE折起,使
点C到达点C的位置,且AC=,如图2.
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(1)证明:平面BCE⊥平面ABED;
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(2)求点B到平面ACD的距离.
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2.求翻折问题中的空间角
【例2】(2020北京顺义二模,17)如图1所示,四边形ABCD是边长为的正方形,沿BD
将点C翻折到点C位置(如图2所示),使得二面角A-BD-C成直二面角.E,F分别为
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BC,AC的中点.
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(1)求证:BD⊥AC;
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(2)求平面DEF与平面ABD所成的二面角的余弦值.
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解题心得平面图形翻折后成为空间图形,翻折后还在同一个平面上的线线关系不发
生变化,不在同一个平面上的可能发生变化.解决这类问题就是要根据这些变与不变,去研
究翻折以后的空间图形中的线面关系和各类几何量的度量值.
【对点训练2】(2020山东济宁三模,18)如图1,四边形ABCD为矩形,BC=2AB,E为
AD的中点,将△ABE,△DCE分别沿BE,CE折起得图2,使得平面ABE⊥平面BCE,平面DCE
⊥平面BCE.
(1)求证:平面ABE⊥平面DCE;
(2)若F为线段BC的中点,求直线FA与平面ADE所成角的正弦值.
热点探索性
二问题
1.与空间位置关系有关的探索性问题
【例3】(2020天津河西一模,17)在如图所示的几何体P-ABCDE中,△ABP和△AEP均为
以A为直角顶点的等腰直角三角形,AB⊥AE,AB∥CE,AE∥CD,CD=CE=2AB=4,M为PD
的中点.
(1)求证:CE⊥PE;
(2)求二面角M-CE-D的大小;
(3)在线段PE上是否存在点N,使得平面ABN∥平面MCE,若存在,求出线段AN的长;
若不存在,请说明理由.