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如图,在四面体ABOC中,OC⊥OA,OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1。(I)设P为AC的中点,Q在AB上且AB=3AQ。证明:PQ⊥OA;(Ⅱ)求二面角O-AC-B的平面角的余弦值。
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如图,在四面体ABOC中,OC⊥OA,OC⊥OB,∠AOB=120°,且OA=OB=OC=1。 |
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(I)设P为AC的中点,Q在AB上且AB=3AQ。证明:PQ⊥OA; (Ⅱ)求二面角O-AC-B的平面角的余弦值。 |
▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)在平面OAB内作ON⊥OA交AB于N,连结CN 在△AOB中,∵∠AOB=120°且OA=OB ∴∠OAB=∠OBA=30° 在Rt△AON中,∵∠OAN=30° ∴ON=AN 在△ONB中,∵∠NOB=120°-90°=30°=∠OBN ∴NB=ON= ![]() 又AB=3AQ ∴Q为AN的中点 在△CAN中,∵P,Q分别为AC,AN的中点 ∴PQ∥CN 由OA⊥OC,OA⊥ON知:OA⊥平面CON 又NC ![]() ∴OA⊥CO 由PQ∥CN,知OA⊥PQ; | ![]() |
(Ⅱ)连结PN,PO 由OC⊥OA,OC⊥OB知:OC⊥平面OAB 又ON ![]() ∴OC⊥ON 又由ON⊥OA知:ON⊥平面AOC ∴OP是NP在平面AOC内的射影 在等腰Rt△COA中,P为AC的中点 ∴AC⊥OP 根据三垂线定理,知:AC⊥NP ∴∠OPN为二面角O-AC-B的平面角 在等腰△COA中, ![]() ∴ ![]() 在 ![]() ![]() 在 ![]() ![]() ∴ ![]() | ![]() |
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