题目内容
【题目】如图,在四棱锥
中,侧面
底面ABCD,侧棱
,底面ABCD为直角梯形,其中
,
,
,O为AD中点.
![]()
(1)求异面直线PB与CD所成角的余弦值;
(2)线段AD上是否存在点Q,使得它到平面PCD的距离为
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)存在,且
.
【解析】
(1)由已知可证
,异面直线所成的角找到,在三角形中求解即可;
(2)用体积法求得
到平面
的距离,然后再根据体积比求解.
(1)∵
,
,连接
,
所以
,
,∴四边形
是平行四边形,∴
,
所以异面直线PB与CD所成角是
或其补角.
,
,
是
中点,则
,又平面
平面ABCD且平面
平面ABCD
,∴
平面
,∴
,
在
中,由
,得
,
,
∴
.
.
∴异面直线PB与CD所成角的余弦值为
;
![]()
(2)连接
,由(1)
,
是正方形,
,
,
是正三角形,
∴
.
又
,
设
到平面
的距离为
,
由
得
,即
,
,
∵
,∴线段AD上存在点Q,使得它到平面PCD的距离为![]()
且
,
∴
.
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