题目内容
(Ⅰ)证明:面PAD⊥面PCD;
(Ⅱ)求AC与PB的夹角的余弦值;
(Ⅲ)求面AMC与面BMC夹角的余弦值.
【答案】分析:建立空间直角坐标系,求出A、B、C、D、P、M,的坐标
(Ⅰ)通过证明AP⊥DC.利用AD⊥DC,证明DC⊥面PAD.然后证明面PAD⊥面PCD;
(Ⅱ)求出与公式yg6d向量,即可利用cos
=
,求AC与PB的夹角的余弦值;
(Ⅲ)在MC上取一点N(x,y,z),则存在使
,求出
.说明∠ANM为所求二面角的平面角.利用cos
=
=
,即可求面AMC与面BMC夹角的余弦值.
解答:解:以A为坐标原点AD长为单位长度,如图建立空间直角坐标系,则各点坐标为
.
(Ⅰ)证明:因
,
,
所以
,所以AP⊥DC.
由题设知AD⊥DC,且AP与AD是平面PAD内的两条相交直线,
由此得DC⊥面PAD.
又DC在面PCD上,故面PAD⊥面PCD.
(Ⅱ)解:因
,
故
,
,
,
所以cos
=
=
.
(Ⅲ)解:在MC上取一点N(x,y,z),则存在使
,
=(1-x,1-y,y-z),
=(1,0,-
),
∴x=1-λ,y=1,z=
,
要使AN⊥MC,只需
,即x-
z=0,解得
.
可知当
时,N点的坐标(
),能使
,
此时
,
有
.
由
,
得AN⊥MC,BN⊥MC,
所以∠ANM为所求二面角的平面角.
∵
,
,
∴cos
=
=
所以所求面AMC与面BMC夹角的余弦值为
.
点评:本题考查平面与平面垂直,直线与直线所成的角,平面与平面的二面角的求法,考查空间想象能力,计算能力.
(Ⅰ)通过证明AP⊥DC.利用AD⊥DC,证明DC⊥面PAD.然后证明面PAD⊥面PCD;
(Ⅱ)求出与公式yg6d向量,即可利用cos
(Ⅲ)在MC上取一点N(x,y,z),则存在使
解答:解:以A为坐标原点AD长为单位长度,如图建立空间直角坐标系,则各点坐标为
(Ⅰ)证明:因
所以
由题设知AD⊥DC,且AP与AD是平面PAD内的两条相交直线,
由此得DC⊥面PAD.
又DC在面PCD上,故面PAD⊥面PCD.
(Ⅱ)解:因
故
所以cos
(Ⅲ)解:在MC上取一点N(x,y,z),则存在使
∴x=1-λ,y=1,z=
要使AN⊥MC,只需
可知当
此时
由
所以∠ANM为所求二面角的平面角.
∵
∴cos
所以所求面AMC与面BMC夹角的余弦值为
点评:本题考查平面与平面垂直,直线与直线所成的角,平面与平面的二面角的求法,考查空间想象能力,计算能力.
练习册系列答案
相关题目