2024年高考数学一轮复习(新高考版) 第7章 必刷大题14 空间向量与立体几何

必刷大题 14 空间向量与立体几何
1.(2022·新高考全国Ⅰ改编)如图,直三棱柱 ABC-A1B1C1的体积为 4,△A1BC 的面积为 2.
(1)求A到平面 A1BC 的距离;
(2)设D为A1C的中点,AA1=AB,平面 A1BC⊥平面 ABB1A1,求平面 ABD 与平面 BCD 夹角
的正弦值.
解 (1)设点 A到平面 A1BC 的距离为 h,
因为直三棱柱 ABC-A1B1C1的体积为 4,
所以 =S△ABC·AA1
,
又△A1BC 的面积为 2,
=×2h=,
所以 h=,
即点 A到平面 A1BC 的距离为.
(2)取A1B的中点 E,连接 AE,
则AE⊥A1B.
因为平面 A1BC⊥平面 ABB1A1,平面 A1BC∩平面 ABB1A1=A1B,AE⊂平面 ABB1A1,
所以 AE⊥平面 A1BC,
又BC⊂平面 A1BC,所以 AE⊥BC.
又AA1⊥平面 ABC,BC⊂平面 ABC,
所以 AA1⊥BC.
因为 AA1∩AE=A,AA1,AE⊂平面 ABB1A1,所以 BC⊥平面 ABB1A1,
又AB⊂平面 ABB1A1,所以 BC⊥AB.
以B为坐标原点,分别以BC,BA,BB1的方向为 x,y,z轴的正方向,建立如图所示的空
间直角坐标系,
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