摘要:解: 建立空间直角坐标系.使得D.B.M.F.则由中点坐标公式得. 故得两向量所成的角为150°, 是平面EFB的单位法向量.即|n|=1.n⊥平面EFB. 所以n⊥.且n⊥.又=.=. 即有得其中的一个解是. . 设所求距离为d.则. (3)设e=(x1.y1.z1)是两异面直线的公垂线上的单位方向向量. 则由得 求得其中的一个. 而.设所求距离为m.则
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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
又
,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![]()
则
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
,
又![]()
………………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![]()
则
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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