解答题如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=PD.

发布时间:2020-07-09 05:37:56

解答题如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=PD.
(I)证明:平面PQC⊥平面DCQ
(II)求二面角Q-BP-C的余弦值.

网友回答

解:如图,以D为坐标原点,线段DA的长为单位长,射线DA为x轴的正半轴建立空间直角坐标系D-xyz;
(Ⅰ)依题意有Q(1,1,0),C(0,0,1),P(0,2,0);
则=(1,1,0),=(0,0,1),=(1,-1,0),
所以?=0,?=0;
即PQ⊥DQ,PQ⊥DC,
故PQ⊥平面DCQ,
又PQ?平面PQC,所以平面PQC⊥平面DCQ;
(Ⅱ)依题意,有B(1,0,1),
=(1,0,0),=(-1,2,-1);
设=(x,y,z)是平面的PBC法向量,
则即,
因此可取=(0,-1,-2);
设是平面PBQ的法向量,则,
可取=(1,1,1),
所以cos<,>=-,
故二面角角Q-BP-C的余弦值为-.解析分析:首先根据题意以D为坐标原点,线段DA的长为单位长,射线DA为x轴的正半轴建立空间直角坐标系D-xyz;(Ⅰ)根据坐标系,求出则、、的坐标,由向量积的运算易得?=0,?=0;进而可得PQ⊥DQ,PQ⊥DC,由面面垂直的判定方法,可得证明;(Ⅱ)依题意结合坐标系,可得B、、的坐标,进而求出平面的PBC的法向量与平面PBQ法向量,进而求出cos<,>,根据二面角与其法向量夹角的关系,可得
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