Question

P為正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁對角線BD₁上的一點，且BP=λBD₁（λ∈（0，1））．下面結(jié)論：
①A₁D⊥C₁P；
②若BD₁⊥平面PAC，則λ=

1

3

；
③若△PAC為鈍角三角形，則λ∈（0，

1

2

）；
④若λ∈（

2

3

，1），則△PAC為銳角三角形．
其中正確的結(jié)論為

 

．（寫出所有正確結(jié)論的序號）

Answer 1

考點：命題的真假判斷與應用

專題：空間位置關(guān)系與距離

分析：畫出圖形，直接判斷①A₁D⊥C₁P的正誤；
利用正方體的特征，判斷②若BD₁⊥平面PAC，則λ=

1

3

的正誤；
通過λ=

1

2

，判斷△PAC是否為鈍角三角形，判斷λ∈（0，

1

2

）的正誤；
通過建立空間直角坐標系，判斷④λ∈（

2

3

，1），則△PAC為銳角三角形，判斷④的正誤．

解答： 解：如圖①中，A₁D⊥面ABC₁D₁，C₁P?面ABC₁D₁ ∴A₁D⊥C₁P  故①正確；
對于②若BD₁⊥平面PAC，幾何體是正方體，∴P在平面AB₁C中，則λ=

1

3

；②正確；
對于③，當P為BD₁的中點時，若△PAC為鈍角三角形，設正方體棱長為a，PA=PC=

3

2

a，AC=

2

a，此時∠APC=120°，
∴則λ∈（0，

1

2

），③不正確；
對于④，建立如圖所示的空間直角坐標系，不妨設正方體的棱長
|AB|=1，則A（1，0，0），B（1，1，0），C（0，1，0），
D（0，0，0），A₁（1，0，1），B₁（1，1，1），C₁（0，1，1），D₁（0，0，1），
∴

BD1

=（-1，-1，1），

BP

=（-λ，-λ，λ），

PA

=

PB

+

BA

=（λ，λ-1，-λ），

PC

=

PB

+

BC

=（λ-1，λ，-λ），顯然∠APC不是平角，所以∠APC為銳角等價于cos∠APC=cos＜

PA

，

PC

＞=

PA • PC

| PA |•| PC |

＞0，則等價于

PA

•

PC

＞0即λ（λ-1）+（λ-1）λ+（-λ）（-λ）=λ（3λ-2）＞0，
故

2

3

＜λ＜1，④正確；
故答案為：①②④．

點評：本題考查空間直角坐標系的應用，夾角與距離的關(guān)系，考查空間想象能力以及計算能力．