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1、试题题目:如图,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=CD..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-11-13 07:30:00

试题原文

如图,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=CD,E是PC的中点.
(1)证明PA∥平面BDE;
(2)求二面角B﹣DE﹣C的平面角的余弦值;
(3)在棱PB上是否存在点F,使PB⊥平面DEF?证明你的结论.

  试题来源:四川省月考题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:二面角



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:(1)以D为坐标原点,分别以DA、DC、DP所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,设PD=CD=2,则A(2,0,0),P(0,0,2),E(0,1,1),B(2,2,0),
所以=(2,0,﹣2),=(0,1,1),=(2,2,0).
=(x,y,z)是平面BDE的一个法向量,
则由,得
取=﹣1,则=(1,﹣1,1),
=2﹣2=0,

又PA平面BDE,
∴PA∥平面BDE.
(2)由(1)知=(1,﹣1,1)是平面BDE的一个法向量,
==(2,0,0)是平面DEC的一个法向量.
设二面角B﹣DE﹣C的平面角为θ,
由图可知θ=<>,
∴cosθ=cos<>===
故二面角B﹣DE﹣C余弦值为
(3)∵=(2,2,﹣2),=(0,1,1),
·=0+2﹣2=0,
∴PB⊥DE.
假设棱PB上存在点F,使PB⊥平面DEF,
(0<λ<1),
=(2λ,2λ,﹣2λ),=+=(2λ,2λ,2﹣2λ),
=0得4λ2+4λ2﹣2λ(2﹣2λ)=0,
∴λ=∈(0,1),
此时PF=PB,即在棱PB上存在点F,PF=PB,使得PB⊥平面DEF.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=CD..”的主要目的是检查您对于考点“高中二面角”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中二面角”。


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