(本小题满分13分)如图,已知平行四边形和矩形所在的平面互相垂直,,是线段的中点.(1)求证:;(2)求二面角的大小;(3)设点为一动点,若点从出发,沿棱按照的路线运动到点,求-高三数学

题目简介

(本小题满分13分)如图,已知平行四边形和矩形所在的平面互相垂直,,是线段的中点.(1)求证:;(2)求二面角的大小;(3)设点为一动点,若点从出发,沿棱按照的路线运动到点,求-高三数学

题目详情

(本小题满分13分)如图,已知平行四边形和矩形所在的平面互相垂直,是线段的中点.

(1)求证:;(2)求二面角的大小;
(3)设点为一动点,若点出发,沿棱按照
的路线运动到点,求这一过程中形成的三棱锥的体积的最小值.
题型:解答题难度:偏易来源:不详

答案

(Ⅰ)见解析   (Ⅱ)   (Ⅲ)
法一:(1)易求,从而,由三垂线定理知:.
(2)法一:易求由勾股定理知
设点在面内的射影为,过,连结
为二面角的平面角.
中由面积法易求,由体积法求得点到面的距离是
所以,所以求二面角的大小为.
法二:易求由勾股定理知,过,又过,连结.则易证为二面角的平面角
.在中由面积法易求,从而于是
所以,在中由余弦定理求得.再在中由余弦定理求得.最后在中由余弦定理求得,所以求二面角的大小为.………… 8分
(3)设AC与BD交于O,则OF//CM,所以CM//平面FBD,当P点在M或C时,三棱锥P—BFD的体积的最小.. ……………… 13分
解法二:空间向量解法,略.

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