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1、

如图,四棱锥S﹣ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AB∥CD,BC⊥CD,平面SCD⊥平面ABCD,SC=SD=CD=AD=2AB,M,N分别为SA,SB的中点,E为CD中点,过M,N作平面MNPQ分别与BC,AD交于点P,Q,若 1 =t 23

(1)当t= 4 时,求证:平面SAE⊥平面MNPQ;

(2)是否存在实数t,使得二面角M﹣PQ﹣A的平面角的余弦值为 5 ?若存在,求出实数t的值;若不存在,说明理由.

更新时间:2024-04-27 17:18:58
【考点】
【答案】

(1)证明:E为CD中点,∴四边形ABCE为矩形,

∴AE⊥CD,

当t= 1 时,Q为AD中点,PQ∥CD,所以PQ⊥AE,

∵平面SCD⊥平面ABCD,SE⊥CD,∴SE⊥面ABCD,

∵PQ⊂面ABCD,∴PQ⊥SE,∴PQ⊥面SAE,

所以面MNPQ⊥面SAE

(2)解:如图,以E为原点,ED,EA,ES直线分别为x轴,y轴,z轴建立如图所示坐标系;

设ED=a,则M((1﹣t)a,( 23 )a, 3 a),E(0,0,0),A(0, 4 ,0),

Q((1﹣t)a, 5 ,0), 6 =(0, 77 ),

面ABCD一个方向向量为 8 =(1,0,0),

设平面MPQ的法向量 9 =(x,y,z),

10 ,取z=2,得 9 =(0, 11 ,2),

平面ABCD的法向量为 12 =(0,0,1)

∵二面角M﹣PQ﹣A的平面角的余弦值为 13

∴由题意:cosθ= 14 = 15 = 13

解得t= 16 或t= 17

由图形知,当t= 17 时,二面角M﹣PQ﹣A为钝二面角,不合题意,舍去

综上:t= 16

18

【解析】

(1)推导出AE⊥CD,PQ⊥AE,从而SE⊥面ABCD,由此能证明面MNPQ⊥面SAE.(2)以E为原点,ED,EA,ES直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,利用向量法能求出t的值.

【考点精析】关于本题考查的平面与平面垂直的判定,需要了解一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直才能得出正确答案.

题型:解答题 题类: 难度:一般 组卷次数:0
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