如图，在底面边长为1，侧棱长为2的正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中，P是侧棱CC1上的一点，CP=m。（1）试确定m，使直线AP与平面BDD1B1所成角为60°；（2）在线段A1C上是否存在一个定点Q，-高中数学-魔方格

◎ 题干

如图，在底面边长为1，侧棱长为2的正四棱柱ABCD-A₁B₁C₁D₁中，P是侧棱CC₁上的一点，CP=m。
（1）试确定m，使直线AP与平面BDD₁B₁所成角为60°；
（2）在线段A₁C上是否存在一个定点Q，使得对任意的m，D₁Q⊥AP，并证明你的结论。

◎ 答案

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◎ 解析

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◎ 知识点

根据魔方格专家分析，试题“如图，在底面边长为1，侧棱长为2的正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中，P是侧棱CC1上的一点，CP=m。（1）试确定m，使直线AP与平面BDD1B1所成角为60°；（2）在线段A1C上是否存在一个定点Q，…”主要考查了你对【用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系】，【用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

◎ 相似题

与“如图，在底面边长为1，侧棱长为2的正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中，P是侧棱CC1上的一点，CP=m。（1）试确定m，使直线AP与平面BDD1B1所成角为60°；（2）在线段A1C上是否存在一个定点Q，”考查相似的试题有：

● 如图，矩形ABCD的对角线AC，BD交于O，AB=4，AD=3．沿AC把△ACD折起，使二面角D1-AC-B为直二面角．（1）求直线AD1与直线DC所成角的余弦值；（2）求二面角A-DD1-C的平面角正弦值大小．● 如图，△PAC与△ABC是均以AC为斜边的等腰直角三角形，AC=4，E，F，O分别为PA，PB，AC的中点，G为OC的中点，且PO⊥平面ABC．（1）证明：FE∥平面BOG；（2）求二面角EO-B-FG的余弦值．● 如图，PA⊥平面ABCD，四边形ABCD是正方形，PA=AD=2，M，N分别是AB，PC的中点．（1）求二面角P-CD-B的大小；（2）求证：平面MND⊥平面PCD；（3）求点P到平面MND的距离．● 如图梯形ABCD，AD∥BC，∠A=90°，过点C作CE∥AB，AD=2BC，AB=BC，，现将梯形沿CE折成直二面角D-EC-AB．（1）求直线BD与平面ABCE所成角的正切值；（2）设线段AB的中点为P，在直线DE上 ● 如图，平面α⊥平面β，A∈α，B∈β，AB与平面α所成的角为π4，过A、B分别作两平面交线的垂线，垂足为A′、B′，若AB=3A'B'，则AB与平面β所成的角的正弦值是（）A．146B．55C．226D．33