题目内容
(本小题满分12分)如图,在点上,过点做//将的位置(),
使得.
(I)求证: (II)试问:当点上移动时,二面角的平面角的余弦值是否为定值?若是,求出定值,若不是,说明理由.
(1)见解析;(2)当点E在线段AB上移动时,二面角的平面角的余弦值为定值.
解析试题分析:(1)在中,
又平面PEB.
又平面PEB,
(2)在平面PEB内,经P点作PDBE于D,由(1)知EF面PEB,
EFPD.PD面BCEF.在面PEB内过点B作直线BH//PD,则BH面BCFE.以B点为坐标原点,的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系.
设PE=x(0<x<4)又
在中,
从而
设是平面PCF的一个法向量,由
得取得
是平面PFC的一个法向量 又平面BCF的一个法向量为
设二面角的平面角为,则
因此当点E在线段AB上移动时,二面角的平面角的余弦值为定值.
考点:本题主要考查立体几何中的基本问题,空间向量的应用。
点评:本题通过考查直线与直线,直线与平面、平面与平面的位置关系等基础知识,考查空间想像能力、推理论证能力、运算求解能力、考查化归与转化思想,函数与方程思想等.属中档题。
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