题目内容

    如下图,矩形ABCD与ADQP所在平面垂直,将矩形ADQP沿PD对折,使得翻折后点Q落在BC上,设AB=1,PA=h,AD=y.

    (1)试求y关于h的函数解析式;

    (2)当y取最小值时,指出点Q的位置,并求出此时AD与平面PDQ所成的角;

    (3)在条件(2)下,求三棱锥P—ADQ内切球的半径.

 

答案:
解析:

答案:解:(1)显然h>1,连接AQ,

    ∵平面ABCD⊥平面ADQP,PA⊥AD,

    ∴PA⊥平面ABCD,由已知PQ⊥DQ,

    ∴AQ⊥DQ,AQ=y2-h2.

    ∵Rt△ABQ∽Rt△QCD,,

    ∴,即.

    ∴.

    (2)y==

    =+≥2,

    当且仅当,即h=时,等号成立.

    此时CQ=1,即Q为BC的中点,于是由DQ⊥平面PAQ,知平面PDQ⊥平面PAQ,PQ是其交线,则过A作AE⊥平面PDQ,∴∠ADE就是AD与平面PDQ所成的角,由已知得AQ=,PQ=AD=2,∴AE=1,sinADE=,∠ADE=30°.

    (3)设三棱锥P-ADQ的内切球半径为r,

    则(S△PAD+S△PAQ+S△PDQ+S△ADQ)·r=VP-ADQ .

    ∵VP-ADQ=S△ADQ·PA=,S△PAQ=1,

    S△PAD=,S△QAD=1,S△PDQ=,

    ∴r=.

 


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