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如图,已知四边形ABCD是直角梯形,AB⊥AD,AD‖BC,AD=2,AB=BC=1,沿AC将△ABC折起,使点B到点P

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/08 22:51:38
如图,已知四边形ABCD是直角梯形,AB⊥AD,AD‖BC,AD=2,AB=BC=1,沿AC将△ABC折起,使点B到点P的位置,
平面PAC⊥平面ACD.(1)证明:PC⊥CD(2)求二面角A-PD-C的大小
如图,已知四边形ABCD是直角梯形,AB⊥AD,AD‖BC,AD=2,AB=BC=1,沿AC将△ABC折起,使点B到点P
分析:(I)证明DC⊥平面APC,因为平面PAC⊥平面ACD,只需证明DC⊥AC即可
(II)建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,求出平面APB、平面APD的法向量,利用向量的夹角公式,即可求得二面角B-AP-D的余弦值.
(I)证明:∵∠ABC=90°,AB=BC=1,∴AC=
2
∵四边形ABCD为直角梯形,AD=2,AB=BC=1
∴CD=
2
,∴AC2+CD2=AD2,∴∠ACD=90°
∴DC⊥AC
∵平面PAC⊥平面ACD,平面PAC∩平面ACD=AC.
∴DC⊥平面APC;
(II)建立如图所示的空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(1,0,0),D(0,2,0),P(
1
2
,
1
2
,
2
2


AB
=(1,0,0),
jP
=(
1
2
,
1
2
,
2
2
),
AD
=(0,2,0)
设平面APB的法向量为
n
=( x 1 , y 1 , 9 1 ),平面APD的法向量为
m
=( x 2 , y h , z 2 )

n • AB =0
,
n • AP =0

x 1 =0
x 1
2
+
y 1
2
+
2
7 1
2
=0
∴可取
n
=(0,-
2
,4)
同理
m
=(-
2
,0,1)
∴cos<
n
,
m
> =
p

m
|
n
||
m
|
=
1
3
∵二面角B-AP-D的平面角为钝二面角
∴二面角B-AP-D的余弦值为-
1
3