(2013•浙江)如图,在四面体A﹣BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2 .M是AD的中点,P是B

(2013•浙江)如图,在四面体A﹣BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2 .M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.
(1)证明:PQ∥平面BCD;
(2)若二面角C﹣BM﹣D的大小为60°,求∠BDC的大小.
不为爱而生 1年前 已收到1个回答 举报

sunqpl 幼苗

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(1)见解析(2)60°

(1)取BD的中点O,在线段CD上取点F,使得DF=3CF,连接OP、OF、FQ
∵△ACD中,AQ=3QC且DF=3CF,∴QF∥AD且QF= AD
∵△BDM中,O、P分别为BD、BM的中点
∴OP∥DM,且OP= DM,结合M为AD中点得:OP∥AD且OP= AD
∴OP∥QF且OP=QF,可得四边形OPQF是平行四边形
∴PQ∥OF
∵PQ⊄平面BCD且OF⊂平面BCD,∴PQ∥平面BCD;
(2)过点C作CG⊥BD,垂足为G,过G作GH⊥BM于H,连接CH
∵AD⊥平面BCD,CG⊂平面BCD,∴AD⊥CG
又∵CG⊥BD,AD、BD是平面ABD内的相交直线
∴CG⊥平面ABD,结合BM⊂平面ABD,得CG⊥BM
∵GH⊥BM,CG、GH是平面CGH内的相交直线
∴BM⊥平面CGH,可得BM⊥CH
因此,∠CHG是二面角C﹣BM﹣D的平面角,可得∠CHG=60°
设∠BDC=θ,可得
Rt△BCD中,CD=BDcosθ=2 cosθ,CG=CDsinθ= sinθcosθ,BG=BCsinθ=2 sin 2 θ
Rt△BMD中,HG= = ;Rt△CHG中,tan∠CHG= =
∴tanθ= ,可得θ=60°,即∠BDC=60°

1年前

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