(本小题满分12分)如图(1)是一正方体的表面展开图, 和 是两条面对角线,请在图(2)的正方体中将 和 画出来,并就这

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  • MN、PB的位置如右图示. ……………………………………………………(2分)

    (Ⅰ)∵ND//MB且ND=MB,∴四边形NDBM为平行四边形.

    ∴MN//DB.

    ∵BD

    平面PBD,MN

    ,∴MN//平面PBD.(5分)

    (Ⅱ)∵QC⊥平面ABCD,BD

    平面ABCD,∴BD⊥QC.

    又∵BD⊥AC,∴BD⊥平面AQC.

    ∵AQ

    面AQC,∴AQ⊥BD.

    同理可得AQ⊥PB.

    ∵BD

    PD=B,∴AQ⊥面PDB. …………………………(8分)

    (Ⅲ)解法1:分别取DB、MN中点E、F,连结PE

    、EF、PF.

    ∵在正方体中,PB=PD,∴PE⊥DB.

    ∵四边形NDBM为矩形,∴EF⊥DB.

    ∴∠PEF为二面角P—DB—M为平面角.

    ∵EF⊥平面PMN,∴EF⊥PF.

    设正方体的棱长为a,则在直角三角形EFP中,

    ,∴

    .

    .…………………………(12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).

    .

    ∵PQ⊥面DBM,由(2)知AQ⊥面PDB.

    分别为平面PDB、平面DBM的法向量.

    .

    .…………………………(12分)