B
∴ 直线MN//平面PBC
另证:作MH∥AB,交PB于点H,作NQ∥AB,交BC于Q,连结HQ,则
MH?5AB?NQ, 13∴ 四边形MHQN是平行四边形,
∴ MN∥HQ,又HQ?平面PBC,MN?平面PBC, 故 MN∥平面PBC。
18. 解:(Ⅰ)根据已知,可得四边形ABCE为平行四边形,所以,O为BE中点.
111OD1?AD1?AO?AD1?(AB?AE)?AD1?AB?AE.
222(Ⅱ)在Rt△ADE中,AE=2,又AD1=AD=1,∠EAD1=∠EAD=450,
??????????????1????1????????OD1?AE?(AD1?AB?AE)?AE
2211?2?2cos450?(2)2??1,22?????2?????1????1????23?????6 OD1?(AD1?AB?AE)?,?|OD1|?.2222??????????????????OD1?AE?13??????所以cos?OD1,AE????????.3|OD1||AE|6?22?1?2?cos450?所以OD1与AE所成角为arccos3 31AE. 2(Ⅲ)设AE的中点为M,则MD1?AD1???????????????????1????????1所以,MD1?AB?AD1?AB?AE?AB?1?2?cos600??2?2cos450?0.22??????????MD1?AB.
??????????????????1?????????1MD1?AE?AD1?AE?AE2?2cos450??(2)2?0. ?MD1?AE. 22?MD1垂直平面ABCE内两条相交直线, ? MD1?平面ABCE.而D1M?平面AD1E,所以,平面AD1E⊥平面ABCE.
19. 解:建立如图所示的空间坐标系
(Ⅰ)设
|PA|?a,)B,
,则
zPP(0a,0CD?????????PC?(2,1,?a),BD?(1,?1,0)由已知得: ????????3PC?BD1??????,即 ?cos?????26|PC||BD|2?5?a????25?a?6?a?1(a?0)即|PA?1|
DxEAFByC,0(,0)(2)设能在BC上找到一点F,使EF?CD,设F(x,1,0),由(1)知P1????11EF(x?1,,?)则,又有
22????????????11CD?x?1??0,?x? CD?(?1,?1,0),?EF?CD,?EF?221即存在点F(,1,0)满足要求。
2????????111(2,1,?1)?0?EF?PC;?EF?CD且(3)?EF?PC?(?,,?)?222PC?CD?C?EF?平面PCD。EF?平面, 所以平面PCB?平面PCD,故二面角B?PC?D的大小为90?。
11?E(1,,),
2220. (I)证明:连结A1C1、AC,AC和BD交于O,连结C1O。
∵ 四边形ABCD是菱形, ∴ AC⊥BD,BC=CD。
又∵ ?BCC1??DCC1 , C1C?C1C, ∴ ?C1BC??C1DC, ∴ C1B?C1D, ∵ DO=OB,
∴ C1O?BD, 但 AC⊥BD,AC∩C1O=O, ∴ BD⊥平面AC1。 又 C1C?平面AC1,
∴ C1C?BD。
(II)当
CD?1时,能使A1C⊥平面C1BD。 CC1证明一: ∵
CD?1, CC1∴ BC=CD=C1C,
又 ?BCD??C1CB??C1CD, 由此可推得BD=C1B?C1D。
∴ 三棱锥C- C1BD是正三棱锥。 设A1C与C1O相交于G。
∵ A1C1∥AC,且A1C1∶OC=2∶1, ∴ C1G∶GO=2∶1。
又 C1O是正三角形C1BD的BD边上的高和中线, ∴ 点G是正三角形C1BD的中心, ∴ CG⊥平面C1BD。
即 A1C⊥平面C1BD。 证明二:
由(I)知,BD⊥平面AC1,
∵ A1C?平面AC1,∴ BD⊥A1C。 当
CD?1时 ,平行六面体的六个面是全等的菱形, CC1同BD⊥A1C的证法可得BC1⊥A1C。 又 BD∩BC1=B,
∴A1C⊥平面C1BD。