題目列表(包括答案和解析)
在四棱錐中,
平面
,底面
為矩形,
.
(Ⅰ)當時,求證:
;
(Ⅱ)若邊上有且只有一個點
,使得
,求此時二面角
的余弦值.
【解析】第一位女利用線面垂直的判定定理和性質(zhì)定理得到。當a=1時,底面ABCD為正方形,
又因為,
………………2分
又,得證。
第二問,建立空間直角坐標系,則B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)……4分
設(shè)BQ=m,則Q(1,m,0)(0《m《a》
要使,只要
所以,即
………6分
由此可知時,存在點Q使得
當且僅當m=a-m,即m=a/2時,BC邊上有且只有一個點Q,使得
由此知道a=2, 設(shè)平面POQ的法向量為
,所以
平面PAD的法向量
則的大小與二面角A-PD-Q的大小相等所以
因此二面角A-PD-Q的余弦值為
解:(Ⅰ)當時,底面ABCD為正方形,
又因為,
又
………………3分
(Ⅱ) 因為AB,AD,AP兩兩垂直,分別以它們所在直線為X軸、Y軸、Z軸建立坐標系,如圖所示,
則B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)…………4分
設(shè)BQ=m,則Q(1,m,0)(0《m《a》要使,只要
所以,即
………6分
由此可知時,存在點Q使得
當且僅當m=a-m,即m=a/2時,BC邊上有且只有一個點Q,使得由此知道a=2,
設(shè)平面POQ的法向量為
,所以
平面PAD的法向量
則的大小與二面角A-PD-Q的大小相等所以
因此二面角A-PD-Q的余弦值為
如圖,三棱錐中,側(cè)面
底面
,
,且
,
.(Ⅰ)求證:
平面
;
(Ⅱ)若為側(cè)棱PB的中點,求直線AE與底面
所成角的正弦值.
【解析】第一問中,利用由知,
,
又AP=PC=2,所以AC=2,
又AB=4, BC=2,,所以
,所以
,即
,
又平面平面ABC,平面
平面ABC=AC,
平面ABC,
平面ACP,所以
第二問中結(jié)合取AC中點O,連接PO、OB,并取OB中點H,連接AH、EH,因為PA=PC,所以PO⊥AC,同(Ⅰ)易證
平面ABC,又EH//PO,所以EH平面
ABC ,
則為直線AE與底面ABC 所成角,
解
(Ⅰ) 證明:由用由知,
,
又AP=PC=2,所以AC=2,
又AB=4, BC=2,,所以
,所以
,即
,
又平面平面ABC,平面
平面ABC=AC,
平面ABC,
平面ACP,所以
………………………………………………6分
(Ⅱ)如圖, 取AC中點O,連接PO、OB,并取OB中點H,連接AH、EH,
因為PA=PC,所以PO⊥AC,同(Ⅰ)易證平面ABC,
又EH//PO,所以EH平面ABC ,
則為直線AE與底面ABC 所成角,
且………………………………………10分
又PO=1/2AC=,也所以有EH=1/2PO=
,
由(Ⅰ)已證平面PBC,所以
,即
,
故,
于是
所以直線AE與底面ABC 所成角的正弦值為
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