如图,在棱长为1的正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1 中, P是侧棱CC 1 上的一点,CP=m。 (1)
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(1)连AC,设AC与BD相交于点O,AP与平面BDD 1B 1相交于点G,

连结OG,因为 PC∥平面

,平面BDD 1B 1∩平面APC=OG,

故OG∥PC,所以,OG=

PC=

又AO⊥BD,AO⊥BB 1

所以AO⊥平面

故∠AGO是AP与平面

所成的角。

在Rt△AOG中,tan∠AGO=

即m=

所以当m=

时,直线AP与平面

所成的角的正切值为

(2)可以推测,点Q应当是A 1C 1的中点O 1

因为 D 1O 1⊥A 1C 1,且 D 1O 1⊥A 1A ,

所以 D 1O 1⊥平面ACC 1A 1

又AP

平面ACC 1A 1

故 D 1O 1⊥AP,

那么根据三垂线定理知,D 1O 1在平面APD 1的射影与AP垂直。