如图,在棱长为1的正方体ABCD-A′B′C′D′中,AP=BQ=b(0<b<1),截面PQEF∥A′D,截面PQGH∥AD′,(Ⅰ)证明:平面PQEF和平面PQGH互相垂直;(Ⅱ)证明:截面PQEF

题目简介

如图,在棱长为1的正方体ABCD-A′B′C′D′中,AP=BQ=b(0<b<1),截面PQEF∥A′D,截面PQGH∥AD′,(Ⅰ)证明:平面PQEF和平面PQGH互相垂直;(Ⅱ)证明:截面PQEF

题目详情

如图,在棱长为1的正方体ABCD-A′B′C′D′中,AP=BQ=b(0<b<1),截面PQEF∥A′D,截面PQGH∥AD′,
(Ⅰ)证明:平面PQEF和平面PQGH互相垂直;
(Ⅱ)证明:截面PQEF和截面PQGH面积之和是定值,并求出这个值;
(Ⅲ)若b=,求D′E与平面PQEF所成角的正弦值。
题型:解答题难度:中档来源:辽宁省高考真题

答案

(Ⅰ)证明:在正方体中,
又由已知可得
所以
所以PH⊥平面PQEF,
所以平面PQEF和平面PQGH互相垂直.
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知
又截面PQEF和截面PQGH都是矩形,且PQ=1,
所以截面PQEF和截面PQGH面积之和是
,是定值.
(Ⅲ)解:设AD′交PF于点N,连结EN,
因为AD′⊥平面PQEF,
所以∠D′EN为D′E与平面PQEF所成的角,
因为
所以P,Q,E,F分别为 AA′,BB′,BC,AD的中点,
可知
所以

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