Question

如圖，在底面是直角梯形的四棱錐P-ABCD中，∠DAB=90°，PA⊥平面 ABCD，PA=AB=BC=1，AD=2，M為PD中點．
（ I ） 求證：MC∥平面PAB；
（Ⅱ）在棱PD上找一點Q，使二面角Q-AC-D的正切值為．

Answer 1

【答案】分析：（1）欲證MC∥平面PAB，根據線面平行的判定定理可知只需在平面PAB中找一直線與MC平行即可，取PA的中點E，連接BE、EM，根據EM與BC平行且相等，則MC∥BE，又MC?面PAB，BE⊆面PAB，滿足定理所需條件；
（2）過Q作QF∥PA交AD于F，作FH⊥AC，H為垂足．連接QH則∠QHF是二面角Q-AC-D的平面角，然后根據二面角Q-AC-D的正切值為建立等式關系，解之即可求Q在棱PD上的位置．
解答：解：（1）取PA的中點E，連接BE、EM，則EM與BC平行且相等，∴四邊形BCME是平行四邊形．∴MC∥BE，
又MC?面PAB，BE⊆面PAB，∴MC∥平面PAB…（6分）
（2）如圖過Q作QF∥PA交AD于F，
∴QF⊥平面ABCD．作FH⊥AC，H為垂足．連接QH∴∠QHF是二面角Q-AC-D的平面角．
設AF=x，∴AH=FH=x，FD=2-x．又=，∴QF=，
在Rt△QFH中，tan∠QHF===，∴x=1．
當Q為棱PD中點時，二面角Q-AC-D的正切值為．…（12分）
點評：本題主要考查了線面平行的判定，以及二面角的度量，同時考查了空間想象能力和論證推理的能力，屬于中檔題．