如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,点P从B点出发,在正方形BCC1B1的边上按逆针方向按如下规律运动:设
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解题思路:(1)先由

a

n

=cos

2

+2

求得当n=1、2、3、4、5、6、7、8时的an的值,找出对应的Pi(i=1,2,3,4,5,6,7,8)的位置,然后根据Pi的不同位置求解二面角Pi-AC-B的余弦值;

(2)由线面平行的判定定理,分析Pi(i=1,2,3,4,5,6,7,8)的8个点中有哪些点的连线能够与平面ACD1内的线平行,找出与平面ACD1内平行的线即可.

(1)由an=cos

2+2,知:a1=a5=2,a2=a6=1,a3=a7=2,a4=a8=3.

当i=1、2、8时,点P1,P2,P8位于线段BC上,此时二面角Pi-AC-B的平面角为0°,所以,二面角的余弦值等于1;

当i=3、4时,P3、P4位于平面ACC1上,此时二面角Pi-AC-B的大小为90°,所以,二面角的余弦值等于0;

然后以D为原点,分别以DA,DC,DD1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.

当i=5或6时,点P5,P6位于线段C1B1上,此时P5(2,4,4),P6(3,4,4),A(4,0,0),C(0,4,0)

所以

AP5=(−2,4,4),

CP5=(2,0,4),

AP6=(−1,4,4),

CP6=(3,0,4),

设平面AP5C的法向量为

a=(x1,y1,z1),平面AP6C的法向量为

c=(x2,y2,z2),

点评:

本题考点: 二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的性质.

考点点评: 本题考查了二面角的平面角的求法,考查了平面与平面垂直的性质及直线与平面平行的判定,考查了分析问题的能力和运算能力,是中档题.