题目内容

【题目】如图,在四棱锥中,,,,且,.

(1)证明:平面;

(2)在线段上,是否存在一点,使得二面角的大小为?如果存在,求的值;如果不存在,请说明理由.

【答案】(1)见证明 (2)见解析

【解析】

(1)推导出AB⊥AC,AP⊥AC,AB⊥PC,从而AB⊥平面PAC,进而PA⊥AB,由此能证明PA⊥平面ABCD;

(2)以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,AP为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出在线段PD上,存在一点M,使得二面角M﹣AC﹣D的大小为60°,4﹣2.

(1)∵在底面中,,

且

∴,∴

又∵,,平面,平面

∴平面 又∵平面 ∴

∵, ∴

又∵,,平面,平面

∴平面

(2)方法一:在线段上取点,使 则

又由(1)得平面 ∴平面

又∵平面 ∴ 作于

又∵,平面,平面

∴平面 又∵平面 ∴

又∵ ∴是二面角的一个平面角

设 则,

这样,二面角的大小为

即

即

∴满足要求的点存在,且

方法二:取的中点,则、、三条直线两两垂直

∴可以分别以直线、、为、、轴建立空间直角坐标系

且由(1)知是平面的一个法向量

设 则,

∴,

设是平面的一个法向量

则 ∴

令,则,它背向二面角

又∵平面的法向量,它指向二面角

这样,二面角的大小为

即

即

∴满足要求的点存在,且

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网