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1、试题题目:在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,AB=PA=..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-02-19 07:30:00

试题原文

在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,AB=PA=BC(a>0),
(Ⅰ)当a=1时,求证:BD⊥PC;
(Ⅱ)若BC边上有且只有一个点Q,使得PQ⊥QD,求此时二面角A-PD-Q的余弦值。

  试题来源:0101 期中题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:直线与平面垂直的判定与性质



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:(Ⅰ)当a=1时,底面ABCD为正方形,
∴BD⊥AC,
又因为BD⊥PA,
∴BD⊥面PAC,

∴BD⊥PC。
(Ⅱ) 因为两两垂直,
分别以它们所在直线为x轴、y轴、z轴建立坐标系,
如图所示,令AB=1,可得BC=a,

设BQ=m,则
要使PQ⊥QD,
只要

,此时m=1,
所以BC边上有且只有一个点Q,
使得PQ⊥QD时,Q为BC的中点,且a=2,
设面PQD的法向量

解得
取平面PAD的法向量
的大小与二面角A-PD-Q的大小相等,
所以
因此二面角A-PD-Q的余弦值为
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“在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,AB=PA=..”的主要目的是检查您对于考点“高中直线与平面垂直的判定与性质”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中直线与平面垂直的判定与性质”。


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