题目内容

(本小题满分12分)

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ABCDQAD的中点,MPC上一点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD=

(Ⅰ)求证:平面PQB⊥平面PAD

(Ⅱ)若二面角M-BQ-C为30°,设PM=MC,试确定的值.

(本小题满分12分)

证明:(Ⅰ)∵AD // BCBC=ADQAD的中点,

∴四边形BCDQ为平行四边形,∴CD // BQ .    ………………… 2分

∵∠ADC=90°    ∴∠AQB=90°  即QBAD

又∵平面PAD⊥平面ABCD

且平面PAD∩平面ABCD=AD,                …………………… 4分

BQ⊥平面PAD.                           …………………… 5分

BQ平面PQB

∴平面PQB⊥平面PAD.                       ………………… 6分

另证:AD // BCBC=ADQAD的中点,

BC // DQBC= DQ, 

∴ 四边形BCDQ为平行四边形,∴CD // BQ . 

∵ ∠ADC=90°    ∴∠AQB=90°  即QBAD.  

PA=PD,  ∴PQAD.                    

PQBQ=Q,∴AD⊥平面PBQ.           

AD平面PAD

∴平面PQB⊥平面PAD.                    

(Ⅱ)∵PA=PDQAD的中点,  ∴PQAD

∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD

 ∴PQ⊥平面ABCD.                     …………………………  8分

(不证明PQ⊥平面ABCD直接建系扣1分)

如图,以Q为原点建立空间直角坐标系.

则平面BQC的法向量为

.…11分

,   

            ………… 10分

在平面MBQ中,

∴ 平面MBQ法向量为.  … 11分

∵二面角M-BQ-C为30°, 

.                  ………………  12分

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