【题目】如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAB⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,PA=PB,O为AB的中点,OD⊥PC.
(Ⅰ) 求证:OC⊥PD;
(II)若PD与平面PAB所成的角为30°,求二面角D-PC-B的余弦值.
【答案】(I)详见解析(II)
【解析】
(Ⅰ)连结OP,推导出OP⊥AB,从而OP⊥平面ABCD,由OP⊥OD,OP⊥OC,得OD⊥OC,再由OP⊥OC,能证明OC⊥PD.
(Ⅱ)取CD的中点E,以O为原点,OE,OB,OP所在的直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系O-xyz.求出平面DPC与平面BPC的法向量,由此能求出二面角D﹣PC﹣B的余弦值.
(I)证明 如图,连接OP.
∵PA=PB,O为AB的中点,
∴OP⊥AB.
∵侧面PAB⊥底面ABCD,
∴OP⊥平面ABCD,
∴OP⊥OD,OP⊥OC.
∵OD⊥PC,∴OD⊥平面OPC,
∴OD⊥OC,
又OP⊥OC,OP∩OD=O,
∴OC⊥平面OPD,
∴OC⊥PD.
(II)解:法一 取CD的中点E,以O为原点,OE,OB,OP所在的直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系O-xyz.在矩形ABCD中,由(1)得OD⊥OC,∴AB=2AD,不妨设AD=1,则AB=2.
∵侧面PAB⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,
∴DA⊥平面PAB,CB⊥平面PAB,△DPA≌△CPB,
∴∠DPA为直线PD与平面PAB所成的角,
∴∠DPA=30°,∠CPB=30°,PA=PB=,
∴B(0,1,0),C(1,1,0),D(1,-1,0),P(0,0,),从而=(1,1,-),=(0,-2,0).
设平面PCD的法向量为n1=(x1,y1,z1),
由得可取n1=(,0,1).
同理,可取平面PCB的一个法向量为n2=(0,-,-1).
于是cos〈n1,n2〉==-,
∴二面角D-PC-B的余弦值为-.
法二 在矩形ABCD中,由(1)得OD⊥OC,∴AB=2AD,不妨设AD=1,则AB=2.
∵侧面PAB⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,
∴DA⊥平面PAB,CB⊥平面PAB,△DPA≌△CPB,
∴∠DPA为直线PD与平面PAB所成的角,
∴∠DPA=30°,∠CPB=30°,PA=PB=,
∴DP=CP=2,
∴△PDC为等边三角形.
设PC的中点为M,连接DM,则DM⊥PC.
在Rt△CBP中,过M作NM⊥PC,交PB于点N,连接ND,则∠DMN为二面角D-PC-B的一个平面角.
由于∠CPB=30°,PM=1,故在Rt△PMN中,MN=,PN=.
∵cos∠APB==,
∴AN2=+3-2×××=3,
∴ND2=3+1=4,
∴cos∠DMN==-,
即二面角D-PC-B的余弦值为-.
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【题目】如图,曲线是以原点O为中心、为焦点的椭圆的一部分,曲线是以O为顶点、为焦点的抛物线的一部分,A是曲线和的交点且为钝角,若,.
(1)求曲线和的方程;
(2)过作一条与轴不垂直的直线,分别与曲线依次交于B、C、D、E四点,若G为CD中点、H为BE中点,问是否为定值?若是求出定值;若不是说明理由.
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【题目】如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,D,E,F分别是B1C1,AB,AA1的中点.
(1) 求证:EF∥平面A1BD;
(2) 若A1B1=A1C1,求证:平面A1BD⊥平面BB1C1C.
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【题目】《九章算术》第三章“衰分”介绍了比例分配问题,“衰分”是按比例递减分配的意思,通常称递减的比例为“衰分比”.如:已知三人分配奖金的衰分比为,若分得奖金1000元,则所分得奖金分别为900元和810元.某科研所四位技术人员甲、乙、丙、丁攻关成功,共获得奖金59040元,若甲、乙、丙、丁按照一定的“衰分比”分配奖金,且甲与丙共获得奖金32800元,则“衰分比”与丙所获得的奖金分别为( )
A.,12800元B.,12800元
C.,10240元D.,10240元
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【题目】年月某城市国际马拉松赛正式举行,组委会对名裁判人员进(年龄均在岁到岁)行业务培训,现按年龄(单位:岁)进行分组统计:第组,第组,第组,第组,第组,得到的频率分布直方图如下:
(1)若把这名裁判人员中年龄在称为青年组,其中男裁判名;年龄在的称为中年组,其中男裁判名.试完成列联表并判断能否在犯错误的概率不超过的前提下认为裁判员属于不同的组别(青年组或中年组)与性别有关系?
(2)培训前组委会用分层抽样调查方式在第组共抽取了名裁判人员进行座谈,若将其中抽取的第组的人员记作,第组的人员记作,第组的人员记作,若组委会决定从上述名裁判人员中再随机选人参加新闻发布会,要求这组各选人,试求裁判人员不同时被选择的概率;
附:
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【题目】已知在平面直角坐标系中,圆的参数方程为(为参数),以原点为极点,以轴为非负半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求圆的普通方程与极坐标方程;
(2)若直线的极坐标方程为,求圆上的点到直线的最大距离.
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【题目】某农场有一块等腰直角三角形的空地,其中斜边的长度为400米.为迎接“五一”观光游,欲在边界上选择一点,修建观赏小径,其中分别在边界上,小径与边界的夹角都为.区域和区域内种植郁金香,区域内种植月季花.
(1)探究:观赏小径与的长度之和是否为定值?请说明理由;
(2)为深度体验观赏,准备在月季花区域内修建小径,当点在何处时,三条小径的长度和最小?
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