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)
略