如图,在四面体ABOC中,OC⊥OA,OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1,(Ⅰ)设P为AC的中点.证明:在AB上存在一点Q,使PQ⊥OA,并计算的值;(Ⅱ)求二面角O-AC-B的平

题目简介

如图,在四面体ABOC中,OC⊥OA,OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1,(Ⅰ)设P为AC的中点.证明:在AB上存在一点Q,使PQ⊥OA,并计算的值;(Ⅱ)求二面角O-AC-B的平

题目详情

如图,在四面体ABOC中,OC⊥OA,OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1,
(Ⅰ)设P为AC的中点.证明:在AB上存在一点Q,使PQ⊥OA,并计算的值;
(Ⅱ)求二面角O-AC-B的平面角的余弦值.
题型:解答题难度:中档来源:湖北省高考真题

答案

解:(Ⅰ)在平面OAB内作ON⊥OA交AB于N,连结NC,
又OA⊥OC,∴OA⊥平面ONC,
∵NC平面ONC,
∴OA⊥NC,
取Q为AN的中点,则PQ∥NC,
∴PQ⊥OA,在等腰△AOB中,∠AOB=120°,
∴∠OAB=∠OBA=30°,
在Rt△AON中,∠OAN=30°,∴
在△ONB中,∠NOB=120°-90°=30°=∠NBO,
∴NB=ON=AQ,
(Ⅱ)连结PN,PO,
由OC⊥OA,OC⊥OB知OC⊥平面OAB,
又ON平面OAB,∴OC⊥ON,
又由ON⊥OA知ON⊥平面AOC,
∴OP是NP在平面AOC内的射影,
在等腰Rt△COA中,P为AC的中点,
∴AC⊥OP,根据三垂线定理,知AC⊥NP,
∴∠OPN为二面角O-AC-B的平面角,
在等腰Rt△COA中,OC=OA=1,∴
在Rt△AON中,
∴在Rt△PON中,

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