四边形ABCD为正方形,QA垂直平面ABCD,PD平行QA,QA=AB=1\2PD 证明PD垂直平面DCQ
问题描述:
四边形ABCD为正方形,QA垂直平面ABCD,PD平行QA,QA=AB=1\2PD 证明PD垂直平面DCQ
答
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 DQ→=(1,1,0), DC→=(0,0,1), PQ→=(1,-1,0),
所以 PQ→• DQ→=0, PQ→• DC→=0;
即PQ⊥DQ,PQ⊥DC,
故PQ⊥平面DCQ,
又PQ⊂平面PQC,所以平面PQC⊥平面DCQ;
(Ⅱ)依题意,有B(1,0,1),
CB→=(1,0,0), BP→=(-1,2,-1);
设 n→=(x,y,z)是平面的PBC法向量,
则 {n→•CB→=0n→•BP→=0即 {x=0-x+2y-z=0,
因此可取 n→=(0,-1,-2);
设 m→是平面PBQ的法向量,则 {m→•BP→=0m→•PQ→=0,
可取 m→=(1,1,1),
所以cos< m→, n→>=- 155,
故二面角角Q-BP-C的余弦值为- 155.
答
应该是PQ⊥面DCQ
∵QA⊥面ABCD PD∥QA
∴PD⊥面ABCD
∴PD⊥CD
又CD⊥AD
∴CD⊥面ADPQ
∴CD⊥PQ
∵QA=AB
∴∠QDA=45°
∴∠PDQ=45°
又PD=2QA=2√2QD
∴△QDP是等腰直角三角形
∴PQ⊥QD
又PQ⊥CD(已证)
∴PQ⊥面DCQ