摘要: 解:(1)即 又平面平面 ------4分 (2) ∴点到平面的距离即求点到平面的距离 取中点.连结 ∵为等边三角形 ∴ 又由(1)知 又 ∴点到平面的距离即点到平面的距离为------8分 (3)二面角即二面角 过作.垂足为点,连结 由(2)及三垂线定理知 ∴为二面角的平面角 由∽得 -12分 解法2:(1)如图.取中点.连结 ∵为等边三角形 又∵平面平面 建立空间直角坐标系.则有 , 即------4分 (2)设平面的一个法向量为 由得令得 ∥∴点到平面的距离即求点到平面的距离 ------------8分 (3)平面的一个法向量为 设平面的一个法向量为 . 由得令得 ∴二面角的大小为-------------12分
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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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