解答题如图,直角△BCD所在的平面垂直于正△ABC所在的平面,PA⊥平面ABC,DC=

发布时间:2020-07-09 02:47:29

解答题如图,直角△BCD所在的平面垂直于正△ABC所在的平面,PA⊥平面ABC,DC=BC=2PA,为DB的中点,
(Ⅰ)证明:AE⊥BC;
(Ⅱ)线段BC上是否存在一点F使得PF与面DBC所成的角为60°,若存在,试确定点F的位置,若不存在,说明理由.

网友回答

证明:(I)取BC的中点O,连接EO,AO,
EO∥DC所以EO⊥BC.(1分)
因为△ABC为等边三角形,所以BC⊥AO(3分)
所以BC⊥面AEO,故BC⊥AE(4分)
(II)以BC的中点O为原点,OA所在的直线为x轴,OB所在的直线为y轴,
OE所在的直线为z轴建立空间坐标系,不妨设BC=2,
则,设F(0,y,0),
则,(7分)
而平面BCD的一个法向量=(1,0,0),
则由,(9分)
解得y=0,
故存在F,且F为BC的中点,使得PF与面DBC所成的角为60°.解析分析:(I)欲证:BC⊥AE,先取BC的中点O,连接EO,AO,根据线面垂直的性质定理可知,只须证明:BC⊥面AEO即可.(II)对于存在性问题,可先假设存在,即假设线段BC上存在一点F使得PF与面DBC所成的角为60°,再建立空间坐标系利用空间向量的夹角公式,求出y的长值,若出现矛盾,则说明假设不成立,即不存在;否则存在.点评:本题主要考查了直线与平面之间所成角、直线与平面垂直的判定、直线与平面垂直的性质及空间向量的夹角,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于中档题.
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