题目内容
【题目】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ABCD,Q为AD的中点,PA=PD=AD=2,BC=1,.
(1)求证:平面PQB⊥平面PAD;
(2)若M是棱PC上的一点,且满足,求二面角M﹣BQ﹣C的大小.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【解析】
(1)推导出四边形BCDQ是平行四边形,从而,进而平面PQB,由此能证明平面PQB⊥平面PAD.
(2)以Q为原点,QA为x轴,QB为y轴,QP为z轴建立空间直角坐标系,求出平面MBQ,BQC的法向量,利用向量法求出二面角M﹣BQ﹣C的大小.
(1)为AD中点,PA=PD=AD=2,BC=1
故四边形BCDQ是平行四边形
又底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=90°
,又
平面PQB
平面PAD
平面PQB⊥平面PAD.
(2)平面PQB⊥平面PAD,平面PQB 平面PAD=PQ
PQ⊥平面PAD
以Q为原点,QA为x轴,QB为y轴,QP为z轴建立空间直角坐标系
则
设,即
设平面MAB的法向量为:
则:取
则
平面BQC的法向量为
设二面角M﹣BQ﹣C的平面角为,
则
故二面角M﹣BQ﹣C的平面角为.
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