每日一题[1415]比大小

如图,正四面体 ABCD 中,点 P,Q,R 分别在棱 AB,AD,AC 上,且 AQ=QDAPPB=CRRA=12,分别记二面角 APQRAPRQAQRP 的平面角为 α,β,γ,则(       )

A.β>γ>α

B.γ>β>α

C.α>γ>β

D.α>β>γ

答案    D.

解析    记 AB,AC,AD 分别为 a,b,c,且|a|=|b|=|c|=1,ab=bc=ca=12.

易得 APR,ARQ,AQP 的法向量分别为n1=a+b3c,n2=b+c3a,n3=c+a3b,
由于PR=23b13a,RQ=12c23b,
因此 PRQ 的法向量 n=xa+yb+zc 满足{(xa+yb+zc)(23b13a)=0,(xa+yb+zc)(12c23b)=0,
{3y+z=0,x+5y2z=0,
于是可取n=11ab+3c,
因此n1n=11a2b29c2+10ab+6bc30ca=6,n2n=33a2b2+3c2+14ab+2bc+2ca=22,n3n=11a2+3b2+3c234ab10bc+14ca=2,
考虑到 |n1|=|n2|=|n3|,以及 γ 必然为锐角,于是α>π2>β>γ.

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