解:(1)即 又平面平面 ------4分 (2) ∴点到平面的距离即求点到平面的距离 取中点.连结 ∵为等边三角形 ∴ 又由(1)知 又 ∴点到平面的距离即点到平面的距离为------8分 (3)二面角即二面角 过作.垂足为点,连结 由(2)及三垂线定理知 ∴为二面角的平面角 由∽得 -12分 解法2:(1)如图.取中点.连结 ∵为等边三角形 又∵平面平面 建立空间直角坐标系.则有 , 即------4分 (2)设平面的一个法向量为 由得令得 ∥∴点到平面的距离即求点到平面的距离 ------------8分 (3)平面的一个法向量为 设平面的一个法向量为 . 由得令得 ∴二面角的大小为-------------12分 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在四棱锥中,平面,底面为矩形,.

(Ⅰ)当时,求证:

(Ⅱ)若边上有且只有一个点,使得,求此时二面角的余弦值.

【解析】第一位女利用线面垂直的判定定理和性质定理得到。当a=1时,底面ABCD为正方形,

又因为,………………2分

,得证。

第二问,建立空间直角坐标系,则B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)……4分

设BQ=m,则Q(1,m,0)(0《m《a》

要使,只要

所以,即………6分

由此可知时,存在点Q使得

当且仅当m=a-m,即m=a/2时,BC边上有且只有一个点Q,使得

由此知道a=2,  设平面POQ的法向量为

,所以    平面PAD的法向量

的大小与二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值为

解:(Ⅰ)当时,底面ABCD为正方形,

又因为,………………3分

(Ⅱ) 因为AB,AD,AP两两垂直,分别以它们所在直线为X轴、Y轴、Z轴建立坐标系,如图所示,

则B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)…………4分

设BQ=m,则Q(1,m,0)(0《m《a》要使,只要

所以,即………6分

由此可知时,存在点Q使得

当且仅当m=a-m,即m=a/2时,BC边上有且只有一个点Q,使得由此知道a=2,

设平面POQ的法向量为

,所以    平面PAD的法向量

的大小与二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值为

 

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