高二数学
如图(见附件),ABCD是正方形,且AB=a,VA=VB=VC= VD,P为VA的中点。 (1)求证:VC∥平面BDP; (2)若VC与平面BDP的距离为6分之√6 a,求二面角B-VC-D的大小。
(1)连结AC,BD交于0点,连结OP, 因为ABCD是正方形,所以O为AC中点, 又因为P为VA中点,所以在△VAC中,OP//VC, VC不在面BDP中,OP在面BDP内,所以VC//面BDP。
(2)过O作OE⊥VC于E,连结BE,VO, 因为ABCD是正方形,VA=VB=VC=VD, 所以V-ABCD是一个正四棱锥, 所以二面角O-VC-D的大小等于二面角B-VC-O, 所以二面角B-VC-D的大小等于二面角B-VC-O的两倍, 因为V-ABCD是一个正四棱锥, 所以VO⊥BD,BD⊥AC, 所以BD⊥面VAC,所以BD⊥VC, 由辅助线OE⊥VC, 所以VC⊥BE,所以∠BEO为二面角B=VC-O的平面角, 因为AB=a,所以BO=(√2 a)/2, 又VC与平面BDP的距离为6分之√6 a, 所以OE=(√6 a)/6, 所以∠BEO=arctan(√3)=60°, 所以二面角B-VC-D的大小为120°。
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