题目内容
如图,在
点
上,过点
做
//
将
的位置(
),
使得
.
![]()
![]()
(1)求证:
. (2)试问:当点
上移动时,二面角
的平面角的余弦值是否为定值?若是,求出定值,若不是,说明理由.
解:(1)在
中,![]()
又
平面PEB.
又
平面PEB,
………………5分
(2)解法一:过P作PQ
BE于点Q,垂足为Q;过Q作QH
FC,垂足为H。则
即为所求二面角的平面角。……………………………………………………………8分
设PE=x,则EQ=
,PQ=
,………………………………………………10分
QH=
,…………………………………………………12分
故
,……………………………………………………13分
,即二面角P-FC-B的平面角的余弦值为定值
……14分
解法二:
在平面PEB内,经P点作PD
BE于D,由(1)知EF
面PEB,
EF
PD.
PD
面BCEF.在面PEB内过点B作直线BH//PD,则BH
面BCFE.以B点为坐标原点,
的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系. ………………6分
设PE=x(0<x<4)又
[ http://wx.jtyjy.com/]
在
中,![]()
![]()
………………………………………………………………………………………8分
从而
设
是平面PCF的一个法向量,由![]()
![]()
得
取
得
是平面PFC的一个法向量. …………………………………11分
又平面BCF的一个法向量为
………………………………12分
设二面角
的平面角为
,则![]()
因此当点E在线段AB上移动时,二面角
的平面角的余弦值为定值
[ http://wx.jtyjy.
………………………………………………………………………………………14分
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