题目内容
如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱PA=PD=
,PA⊥PD,底面ABCD为直角梯形,其中BC∥AD,AB⊥AD,AB=BC=1,O为AD中点.
(1)求直线PB与平面POC所成角的余弦值;
(2)求B点到平面PCD的距离;
(3)线段PD上是否存在一点Q,使得二面角Q-AC-D的余弦值为
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
![]()
[解析](1)在
中,
,
为
中点,所以
,又侧面
底面
,平面
平面
,
平面
,所以
平面
.
又在直角梯形
中,连结
,易得
,所以以
为坐标原点,直线
为
轴,直线
为
轴,直线
为
轴建立空间直角坐标系,则
,
,
,
,![]()
∴
,易证
平面
,
∴
是平面
的法向量,
.
∴直线
与平面
所成角的余弦值为
.
(2)
,![]()
设平面
的一个法向量为
,
则
,取
,得
.
∴
点到平面
的距离
.
(3)存在.设
(
),
∵
,∴
,
∴
,∴
.
设平面
的一个法向量为
,
则
,取
,得
.
又平面
的一个法向量为
,
∵二面角
的余弦值为
,∴
,
得
,解得
或
(舍),
∴存在点
,使得二面角
的余弦值为
,且
.
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