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(2012•菏泽一模)如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,AA1=3,D为C1B的中点,P为AB边上的动点.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/08 17:57:30
(2012•菏泽一模)如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,AA1=3,D为C1B的中点,P为AB边上的动点.
(Ⅰ)当点P为AB的中点时,证明DP∥平面ACC1A1
(Ⅱ)若DP⊥AB,求二面角D-CP-B的余弦值.
(Ⅰ)当点P为AB的中点时,连接AC1
因为在△ABC1中DP是三角形的中位线,DP∥AC1
AC1⊂平面ACC1A1
DP不在平面ACC1A1
所以DP∥平面ACC1A1
(Ⅱ)如图,以AB的中点O为原点,CO、OB、过点O平行AA1的直线分别为x、y、z轴,
建立空间直角坐标系O-xyz,在三角形ABC中,
则B(0,1,0),C(−
3,0,0),P(0,
1
2,0),
C1(−
3,0,3),D(−

3
2,
1
2,
3
2),

CP=(
3,
1
2,0),

CD=(

3
2,
1
2,
3
2),设平面CDP的法向量为

m=(x,y,z),则

m•

CP=0

m•

CD=0∴

3x+
1
2y=0

3
2x+
1
2y+
3
2z=0,
不妨令x=
3,则y=-6,z=1,∴

m=(
3,−6,1),CBP的法向量为:

n=(0,0,1)
∴二面角D-CP-B的余弦值为:conθ=

m•

n
|

m||

n|=
1

3+36+1=

10
20.