题目内容

(本小题满分15分) 如图,在四棱锥P-ABCD中,

底面ABCD为直角梯形,AD//BC,∠ADC=90°,

平面PAD⊥底面ABCDQAD的中点,M

PC上的点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD=.

(Ⅰ)求证:平面PQB⊥平面PAD

(Ⅱ)设PM=t MC,若二面角M-BQ-C的平面角的

大小为30°,试确定t的值.

                                                             

 

【答案】

 

(I)∵AD // BCBC=ADQAD的中点,

∴四边形BCDQ为平行四边形,∴CD // BQ .    

∵∠ADC=90°    ∴∠AQB=90°  即QBAD

又∵平面PAD⊥平面ABCD  且平面PAD∩平面ABCD=AD, 

BQ⊥平面PAD.∵BQ平面PQB,∴平面PQB⊥平面PAD.   ……………………7分

另证:AD // BCBC=ADQAD的中点,  ∴ 四边形BCDQ为平行四边形,∴CD // BQ

∵ ∠ADC=90°    ∴∠AQB=90°.  ∵ PA=PD,  ∴PQAD. 

PQBQ=Q,∴AD⊥平面PBQ. ∵ AD平面PAD,∴平面PQB⊥平面PAD.…………7分

(II)∵PA=PDQAD的中点,  ∴PQAD

∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD

PQ⊥平面ABCD

如图,以Q为原点建立空间直角坐标系.

则平面BQC的法向量为

,则

,    ∴                  …………………………11分

在平面MBQ中,

∴ 平面MBQ法向量为.       

∵二面角M-BQ-C为30°,

.         ………………15分

 

【解析】略

 

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