(14 分)如图(1)是一正方体的表面展开图,MN 和PB 是两条面对角线,请在图(2)的正方体中将MN 和PB 画出来

1个回答

  • (1)略

    (2)略

    (3)

    M、N、Q、B的位置如右图示。(正确标出给1分)

    (1)∵ND//MB且ND=MB

    ∴四边形NDBM为平行四边形

    ∴MN//DB………………3分

    ∴BD

    平面PBD,MN

    ∴MN//平面PBD……………………4分

    (2)∵QC⊥平面ABCD,BD

    平面ABCD,

    ∴BD⊥QC……………………5分

    又∵BD⊥AC,

    ∴BD⊥平面AQC…………………………6分

    ∵AQ

    面AQC

    ∴AQ⊥BD,同理可得AQ⊥PB,

    ∵BD

    PD=B

    ∴AQ⊥面PDB……………………………8分

    (3)解法1:分别取DB、MN中点E、F连结

    PE、EF、PF………………9分

    ∵在正方体中,PB=PB

    ∴PE⊥DB……………………10分

    ∵四边形NDBM为矩形

    ∴EF⊥DB

    ∴∠PEF为二面角P—DB—M为平面角…………11分

    ∵EF⊥平面PMN

    ∴EF⊥PF

    设正方体的棱长为a,则在直角三角形EFP中

    …………………………13分

    解法2:设正方体的棱长为a,

    以D为坐标原点建立空间直角坐标系如图:

    则点A(a,0,0),P(a,0,a),Q(0,a,a)…………9分

    ………………10分

    ∵PQ⊥面DBM,由(2)知AQ⊥面PDB

    分别为平面PDB、平面DBM的法向量……………………12分

    ………………13分