题目内容
如图,平面,四边形是正方形,,、分别是、的中点.
(1)求二面角的大小;
(2)求证:平面平面;
(3)求点到平面的距离。
【答案】
略
【解析】解法一:(1)∵⊥平面,
∴ 是在平面上的射影.
由是正方形知,
∴ 。
∴ 是二面角的平面角.
∵ ,∴ =45º,
即二面角的大小为45º。………3分
(2)如图,建立空间直角坐标系至,则
,,,
,∵是的中点,∴ ,
∴ ,,。
设平面的一个法向量为,
平面的一个法向量为。
∴ ,,即有
令=1,得x1=-2,y1=-1.
∴ 。
同理由,,即有
令z2=1,得x2=0,y2=1,∴ 。
∵ -2×0+(-1)×1+1×1=0,
∴ ,[来源:学*科*网Z*X*X*K]
∴ 平面MND⊥平面PCD.……………………………………………………………6分
(3)设到平面的距离为由(2)知平面的法向量
∵ ,
∴ | |=4,又 ||=,
∴ =
即点P到平面MND的距离为.………………………………………………10分
解法二:(1)同解法一.
(2)作的中点,连接,如图.
∵ 平行且等于,平行且等于,
∴ 与平行且相等,于是四边形是平行四边形,∴ //。
∵ ,∴ 。∵ 面,∴ 。又∵ ,
∴ ⊥面。∴ 。∴ ⊥面。∴ ⊥面。
又∵面,∴ 平面⊥平面。……………………6分
(3)设到平面的距离为,
由,有,
即,
∴ 。
∵ 在中,.
又,,∴,
即到平面的距离为。…………………………………………………10分
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