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高考解答題專項訓練(四)空間向量與立體幾何1.如圖,正方形AMDE的邊長為2,B,C分別為AM,MD的中點.在五棱錐P-ABCDE中,F(xiàn)為棱PE的中點,平面ABF與棱PD,PC分別交于點G,H.(1)求證:AB∥FG;(2)若PA⊥底面ABCDE,且PA=AE,求直線BC與平面ABF所成角的大小,并求線段PH的長.2.如圖,在三棱臺DEF-ABC中,AB=2DE,G,H分別為AC,BC的中點.(1)求證:BD∥平面FGH;(2)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=45°,求平面FGH與平面ACFD所成的角(銳角)的大小.3.(2022·湖北重點中學協(xié)作體聯(lián)考)等邊△ABC的邊長為3,點D,E分別是AB,AC上的點,且滿足eq\f(AD,DB)=eq\f(CE,EA)=eq\f(1,2)(如圖①),將△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使二面角A1-DE-B成直二面角,連接A1B,A1C(如圖②).(1)求證:A1D⊥平面BCED;(2)在線段BC上是否存在點P,使直線PA1與平面A1BD所成的角為60°?若存在,求出PB的長;若不存在,請說明理由.4.(2022·河北衡水中學、河南頂級名校聯(lián)考)如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=AB=AA1,過AA1的平面分別交BC,B1C1于點D,D1.(1)求證:四邊形ADD1A1為平行四邊形;(2)若AA1⊥平面ABC,D為BC的中點,E為DD1的中點,求二面角A-C1E-C的余弦值.5.(2022·天津十二校聯(lián)考)如圖,ABCD是邊長為3的正方形,平面ADEF⊥平面ABCD,AF∥DE,AD⊥DE,AF=2eq\r(6),DE=3eq\r(6).(1)求證:面ACE⊥面BED;(2)求直線CA與平面BEF所成角的正弦值;(3)在線段AF上是否存在點M,使得二面角M-BE-D的大小為60°?若存在,求出eq\f(AM,AF)的值;若不存在,說明理由.6.(2022·廣州模擬)如圖1,在正方形ABCD中,點E,F(xiàn)分別是AB,BC的中點,BD與EF交于點H,G為BD的中點,點R在線段BH上,且eq\f(BR,RH)=λ(λ>0).現(xiàn)將△AED,△CFD,△DEF分別沿DE,DF,EF折起,使點A,C重合于點B(該點記為P),如圖2所示.(1)若λ=2,求證:GR⊥平面PEF;(2)是否存在正實數(shù)λ,使得直線
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