【題目】如圖,四棱錐P﹣ABCD的底面ABCD是平行四邊形,側(cè)面PAD是邊長為2的正三角形,AB=BD= ,PB=
(Ⅰ)求證:平面PAD⊥平面ABCD;
(Ⅱ)設(shè)Q是棱PC上的點,當(dāng)PA∥平面BDQ時,求二面角A﹣BD﹣Q的余弦值.

【答案】解:(Ⅰ)證明:取AD中點O,連結(jié)OP,OB, ∵PAD是邊長為2的正三角形,∴ ,

∴OB2+OP2=PB2 , 則OP⊥OB,
∵OB∩AD=O,∴OP⊥平面ABCD,
又OP平面PAD,∴平面PAD⊥平面ABCD;
(Ⅱ)解:連接AC交BD于E,連接QE,
∵PA∥平面BDQ,∴PA∥QE,
又E為AC的中點,∴Q為PC的中點.
以O(shè)為原點,分別以O(shè)A、OB、OP所在直線為x、y、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,
則A(1,0,0),B(0,2,0),D(﹣1,0,0),Q(﹣1,1, ).

設(shè)平面BDQ的一個法向量為
,得 ,取z=2 ,得
由圖可知,平面ABD的一個法向量
∴cos< >= =
∴二面角A﹣BD﹣Q的余弦值為

【解析】(Ⅰ)取AD中點O,連結(jié)OP,OB,求解三角形可得OP⊥AD,OP⊥OB,再由線面垂直的判定可得OP⊥平面ABCD,進一步得到平面PAD⊥平面ABCD;(Ⅱ)連接AC交BD于E,連接QE,由線面平行的性質(zhì)可得PA∥QE,則Q為PC的中點.以O(shè)為原點,分別以O(shè)A、OB、OP所在直線為x、y、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,求出所用點的坐標(biāo),得到平面BDQ與平面ABD的一個法向量,由兩法向量所成角的余弦值得二面角A﹣BD﹣Q的余弦值.

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A.θ= ,t的最小值為
B.θ= ,t的最小值為
C.θ= ,t的最小值為
D.θ= ,t的最小值為

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(Ⅰ)證明:DE⊥AC;
(Ⅱ)求二面角A﹣BE﹣C的余弦值.

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