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如圖,正四棱錐V-ABCD的高和底面的邊長均相等,E是棱VB的中點.
(1)求證:AC⊥VD;
(2)(文科)求:異面直線CE和VD的夾角大小;
     (理科)求:二面角E-AC-B的大小.

【答案】分析:(1)連接AB,CD交于O,通過證明AC⊥BD,AC⊥VO證得AC⊥面VDB,再證明AC⊥VD
(2)(文科)可知OE∥VD,所以∠CEO (或其補角)即為異面直線CE和VD的夾角.在△CEO 中求解即可.
(理科)由(1)得出AC⊥OE,AC⊥OB,所以∠EOB為二面角E-AC-B的平面角,在△EOH 求解即可
解答:解:(1)證明連接AB,CD交于O
則AC⊥BD,AC⊥VO,且BD∩VO=O,∴AC⊥面VDB,又VD?VDB∴AC⊥VD.
(2)(文科)
∵E是棱VB的中點,所以OE∥VD,∴∠CEO (或其補角)即為異面直線CE和VD的夾角.設高和底面的邊長均為2,則在△VBC中,VC2=VO2+OC2=22+=6,VC=
cos∠CVB===,CE2=VC2+VE2-2VC×VE×cos∠CVB=6+ =
在△CEO 中,cos∠CEO===∴∠CEO=arccos.即異面直線CE和VD的夾角大小為arccos
(理科)
由(1)AC⊥面VDB,,∴AC⊥OE,AC⊥OB,∴∠EOB為二面角E-AC-B的平面角,取BO中點 H,則EH∥VO,EH⊥面ABCD  且 EH=1,
在直角△EOH,tan∠EOB=,,∴∠EOB=arctan,即二面角E-AC-B的大小為arctan
點評:本小題主要考查空間線面關系、異面直線的夾角、二面角的度量等知識,考查數形結合、化歸與轉化的數學思想方法,以及空間想象能力、推理論證能力和運算求解能力
練習冊系列答案
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(2012•江西)如圖,已知正四棱錐S-ABCD所有棱長都為1,點E是側棱SC上一動點,過點E垂直于SC的截面將正四棱錐分成上、下兩部分.記SE=x(0<x<1),截面下面部分的體積為V(x),則函數y=V(x)的圖象大致為(  )

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科目:高中數學 來源: 題型:

一塊邊長為10cm的正方形鐵片按圖(1)中所示的陰影部分裁下,然后用余下的四個全等的等腰三角形加工成一個如圖(2)所示的正四棱錐形容器.在圖(1)中,x表示等腰三角形的底邊長;在圖(2)中,點E、F分別是四棱錐P-ABCD的棱BC,PA的中點,
(1)證明:EF∥平面PDC;
(2)把該容器的體積V表示為x的函數,并求x=8cm時,三棱錐A一BEF的體積.

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如圖:設一正方形ABCD邊長為2分米,切去陰影部分所示的四個全等的等腰三角形,剩余為一個正方形和四個全等的等腰三角形,沿虛線折起,使A、B、C、D四點重合,記為A點.恰好能做成一個正四棱錐(粘貼損耗不計),圖中AH⊥PQ,O為正四棱錐底面中心.
(Ⅰ)若正四棱錐的棱長都相等,求這個正四棱錐的體積V;
(Ⅱ)設等腰三角形APQ的底角為x,試把正四棱錐的側面積S表示為x的函數,并求S的范圍.

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科目:高中數學 來源: 題型:

一塊邊長為10cm的正方形鐵片按如圖1所示的虛線裁下剪開,然后用余下的四個全等的等腰三角形加工成一個正四棱錐形容器.

(1)試建立容器的容積V與x的函數關系式,并求出函數的定義域.
(2)記四棱錐(如圖2)的側面積為S′,定義
V
S′
為四棱錐形容器的容率比,容率比越大,用料越合理.
如果對任意的a,b∈R+,恒有如下結論:ab≤
a2+b2
2
,當且僅當a=b時取等號.試用上述結論求容率比的最大值,并求容率比最大時,該四棱錐的表面積.

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科目:高中數學 來源:高三數學教學與測試 題型:022

如圖,側棱長為4的正四棱錐V-ABCD中,∠AVB=∠BVC=∠CVD=∠DVA=,過A作截面AEFG與棱分別交于E,F,G點,則截面四邊形AEFG的周長的最小值為________.

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