在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,AB=PA= BC(a>0),(Ⅰ)当a=1时,求证:BD⊥PC; (

2025-05-11 01:46:03
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回答1:

解:(Ⅰ)当a=1时,底面ABCD为正方形,
∴BD⊥AC,
又因为BD⊥PA,
∴BD⊥面PAC,

∴BD⊥PC。
(Ⅱ) 因为 两两垂直,
分别以它们所在直线为x轴、y轴、z轴建立坐标系,
如图所示,令AB=1,可得BC=a,

设BQ=m,则
要使PQ⊥QD,
只要

,此时m=1,
所以BC边上有且只有一个点Q,
使得PQ⊥QD时,Q为BC的中点,且a=2,
设面PQD的法向量

解得
取平面PAD的法向量
的大小与二面角A-PD-Q的大小相等,
所以
因此二面角A-PD-Q的余弦值为