Question

如图，四边形ABCD为正方形，PD⊥平面ABCD，PD∥QA，．

（1）证明：平面PQC⊥平面DCQ；
（2）求二面角Q—BP—C的余弦值．

Answer 1

（1）证明过程详见试题解析；（2）二面角Q—BP—C的余弦值为．

试题分析：（1）以点为中心建立空间坐标系，要证平面⊥平面，只需证明PQ⊥DQ，PQ⊥DC即可；（2）先求出平面PBC的和平面PBQ的法向量，两个法向量所成的角即为二面角Q—BP—C的平面角，然后求出余弦值即可．
试题解析：（1）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.  
（2）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