Question

（本题满分12分）

如图，四边形ABCD为正方形，PD⊥平面ABCD，PD∥QA，QA＝AB＝PD.

(1)证明：平面PQC⊥平面DCQ；

(2)求二面角Q－BP－C的余弦值．

 

Answer 1

【答案】

（I）建立空间直角坐标系后，计算证得PQ⊥DQ，PQ⊥DC.PQ⊥平面DCQ.

再据PQ平面PQC，得到平面PQC⊥平面DCQ.   （II） 

【解析】

试题分析：如图，以D为坐标原点，线段DA的长为单位长，射线DA为x轴的正半轴建立空间直角坐标系D—xyz.

（I）依题意有Q（1，1，0），C（0，0，1），P（0，2，0）.

则

所以

即PQ⊥DQ，PQ⊥DC.

故PQ⊥平面DCQ.

又PQ平面PQC，所以平面PQC⊥平面DCQ.  …………6分

（II）依题意有B（1，0，1），

设是平面PBC的法向量，则

因此可取

设m是平面PBQ的法向量，则

可取

故二面角Q—BP—C的余弦值为   ………………12分

考点：本题主要考查立体几何中的垂直关系，角的计算，空间向量的应用。

点评：典型题，立体几何题，是高考必考内容，往往涉及垂直关系、平行关系、角、距离的计算。在计算问题中，有“几何法”和“向量法”。利用几何法，要遵循“一作、二证、三计算”的步骤，利用向量则能简化证明过程。