两个平面垂直的判定和性质:(1)判定:①判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线.那么这两个平面互相垂直.②定义法:即证两个相交平面所成的二面角为直二面角,(2)性质:如果两个平面垂直.那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面.如(1)三个平面两两垂直.它们的交线交于一点O.P到三个面的距离分别为3.4.5.则OP的长为 在四棱锥P-ABCD中.PA⊥底面ABCD.底面各边都相等.M是PC上的一动点.当点M满足 时.平面MBD⊥平面PCD(答:),(3)过S引三条长度相等但不共面的线段SA.SB.SC.且∠ASB=∠ASC=60°.∠BSC=90°.求证:平面ABC⊥平面BSC. 特别指出:立体几何中平行.垂直关系的证明的基本思路是利用线面关系的转化.即: 如(1)已知直线平面.直线平面.给出下列四个命题:① ②,③,④.其中正确的命题是 设是两条不同直线.是两个不同平面.给出下列四个命题:①若则,②若.则,③若.则或,④若则.其中正确的命题是 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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