(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效)在四棱锥中,侧面底面,,底面是直角梯形,,,,.(Ⅰ)求证:平面;(Ⅱ)设为侧棱上一点,,试确定的值,使得二面角为.-高三数学

题目简介

(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效)在四棱锥中,侧面底面,,底面是直角梯形,,,,.(Ⅰ)求证:平面;(Ⅱ)设为侧棱上一点,,试确定的值,使得二面角为.-高三数学

题目详情

(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效)

在四棱锥中,侧面底面,底面是直角梯形,.
(Ⅰ)求证:平面
(Ⅱ)设为侧棱上一点,
试确定的值,使得二面角.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

解法一:
(Ⅰ)平面底面,所以平面,………1分     
  所以,  .……2分
如图,以为原点建立空间直角坐标系.
………3分

所以,……………4分
又由平面,可得,所以平面.……………6分
(Ⅱ)平面的法向量为,…………………………………………7分

所以, ………………………………………………………………8分
设平面的法向量为
,得
所以,,………………………………………………….……9分
所以,………………………………………………………….…10分
所以,……………………...……11分
注意到,得.   …………………………….………………12分   
法二:(Ⅰ)∵面PCD⊥底面ABCD,面PCD∩底面ABCD=CDPDPCD,且PDCD
PD⊥面ABCD,………1分 又BCABCD,∴BCPD    ①…. .…..……2分
CD中点E,连结BE,则BECD,且BE=1
在Rt△ABD中,,在Rt△BCE中,BC=. .……………………...……4分
, ∴BCBD   ②………………...……5分
由①、②且PDBD=D
BC⊥面PBD.            ……….………………………………………….…...……6分
(Ⅱ)过QQF//BCPBF,过FFGBDG,连结 GQ.
BC⊥面PBDQF//BC
QF⊥面PBD,∴FGQG在面PBD上的射影,
又∵BDFG  ∴BDQG
∴∠FGQ为二面角Q-BD-P的平面角;由题意,∠FGQ="45°." …………….…...……8分
PQ=x,易知
FQ//BC,∴

FG//PD………………..…...……10分
在Rt△FGQ中,∠FGQ=45°
FQ=FG,即   ∴……..….........……11分
    ∴      ∴……..…............……12分

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