如图，在矩形中，，又⊥平面，．
（Ⅰ）若在边上存在一点，使，
求的取值范围；
（Ⅱ）当边上存在唯一点，使时，
求二面角的余弦值．

如图，在底面是正方形的四棱锥P—ABCD中，平面PCD⊥平面ABCD，PC=PD=CD=2.

（I）求证：PD⊥BC；

（II）求二面角B—PD—C的正切值。

【解析】第一问利用∵平面PCD⊥平面ABCD，又∵平面PCD∩平面ABCD=CD，

BC在平面ABCD内 ，BC⊥CD，∴BC⊥平面PCD.

∴PD⊥BC.

第二问中解：取PD的中点E，连接CE、BE，

为正三角形，

由（I）知BC⊥平面PCD，∴CE是BE在平面PCD内的射影，

∴BE⊥PD.∴∠CEB为二面角B—PD—C的平面角，进而求解。

．（本小题满分12分）如图，在矩形中，，又⊥平面，．

（Ⅰ）若在边上存在一点，使，

求的取值范围；

（Ⅱ）当边上存在唯一点，使时，

求二面角的余弦值．

三棱柱中，侧棱与底面垂直，，，分别是，的中点．

（Ⅰ）求证：平面；

（Ⅱ）求证：平面；

（Ⅲ）求三棱锥的体积．

【解析】第一问利连结，，∵M,N是AB，的中点∴MN//．

又∵平面，∴MN//平面．      ----------4分

⑵中年∵三棱柱ABC-A₁B₁C₁中，侧棱与底面垂直，∴四边形是正方形．∴．∴．连结，．

∴，又N中的中点，∴．

∵与相交于点C，∴MN平面．      --------------9分

⑶中由⑵知MN是三棱锥M-的高．在直角中，，

∴MN=．又．．得到结论。

⑴连结，，∵M,N是AB，的中点∴MN//．

又∵平面，∴MN//平面．   --------4分

⑵∵三棱柱ABC-A₁B₁C₁中，侧棱与底面垂直，

∴四边形是正方形．∴．

∴．连结，．

∴，又N中的中点，∴．

∵与相交于点C，∴MN平面．      --------------9分

⑶由⑵知MN是三棱锥M-的高．在直角中，，

∴MN=．又．

A.①④⑤                                    B.③④

C.①②④⑤                                  D.①②③⑤