棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,在棱DD1上是否存在点P使B1D⊥面PAC?

问题描述:

棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,在棱DD1上是否存在点P使B1D⊥面PAC?

以D为原点建立如图所示的坐标系,
设存在点P(0,0,z),

AP
=(-a,0,z),
AC
=(-a,a,0),
DB1
=(a,a,a),
∵B1D⊥面PAC,∴
DB1
AP
=0,
DB1
AC
=0.∴-a2+az=0.
∴z=a,即点P与D1重合.
∴点P与D1重合时,DB1⊥面PAC.
答案解析:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,D1D为z轴,建立空间直角坐标系,设出点P的坐标,使AP与DB1垂直,AP与AC垂直,求出点P的坐标即可.
考试点:直线与平面垂直的判定.
知识点:本题主要考查了直线与平面垂直的判定,还考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于基础题.