Question

（本小題滿分13分）
某設(shè)計(jì)部門(mén)承接一產(chǎn)品包裝盒的設(shè)計(jì)（如圖所示），客戶(hù)除了要求、邊的長(zhǎng)分別為和外，還特別要求包裝盒必需滿足：①平面平面；②平面與平面所成的二面角不小于；③包裝盒的體積盡可能大。
若設(shè)計(jì)部門(mén)設(shè)計(jì)出的樣品滿足：與均為直角且長(zhǎng)，矩形的一邊長(zhǎng)為，請(qǐng)你判斷該包裝盒的設(shè)計(jì)是否能符合客戶(hù)的要求？說(shuō)明理由．

Answer 1

解：該包裝盒的樣品設(shè)計(jì)符合客戶(hù)的要求。
（1）以下證明滿足條件①的要求.
∵四邊形為矩形，與均為直角，
∴且 ∴面，
在矩形中，∥
∴面∴面面  ………………………………………………3分
（2）以下證明滿足條件②、③的要求.
∵矩形的一邊長(zhǎng)為，
而直角三角形的斜邊長(zhǎng)為，∴
設(shè)，則，
以為原點(diǎn)，分別為軸的正半軸建立空間直角坐標(biāo)系，
則，，，
設(shè)面的一個(gè)法向量為，，
∵
∴，取，則………………………6分
而面的一個(gè)法向量為，
設(shè)面與面所成的二面角為，則，
∴， ∴，
即當(dāng)時(shí)，面與面所成的二面角不小于.     ……………………………8分
又， 由與均為直角知，面，該包裝盒可視為四棱錐，

當(dāng)且僅當(dāng)，即時(shí)，的體積最大，最大值為.      …………………………………………………………………………………12分
而，可以滿足面與面所成的二面角不小于的要求，
綜上，該包裝盒的設(shè)計(jì)符合客戶(hù)的要求。            ………………………………………13分

略