已知四棱锥P-ABCD的三视图如图所示,其中主视图、侧视图是直角三角形,俯视图是有一条对角线的正方形.E是侧棱PC上的动点.(1)求证:BD⊥AE;(2)若E为PC的

发布时间:2020-07-31 13:55:13

已知四棱锥P-ABCD的三视图如图所示,其中主视图、侧视图是直角三角形,俯视图是有一条对角线的正方形.E是侧棱PC上的动点.

(1)求证:BD⊥AE;
(2)若E为PC的中点,求二面角C-BD-E所成角的正切值.

网友回答

(1)证明:∵PC⊥BC,PC⊥DC,BC∩DC=C,∴PC⊥面ABCD
∵BD?面ABCD,∴BD⊥PC,
又因为BD⊥AC,PC∩AC=C,∴BD⊥面PAC,
又∵AE?面PAC,∴BD⊥AE
(2)解:连AC交BD于点O,连PO,
由(1)知BD⊥面PAC,∴面BED⊥面PAC,
过点E作EH⊥PO于H,则EH⊥面PBD,连接BH,则∠EBH为BE与平面PBD所成的角.
∵BC=1,CE=1,∴BE=,
在直角△PCO中,PC=2,CO=,∴PO=
在△PEO中,PO×EH=PE×C0,∴EH=,
在△EBH中,BE=,EH=,∴BH=
∴tan∠EBH==.
解析分析:(1)要证BD⊥AE,只要证BD⊥面PAC,只需证BD⊥AC,BD⊥PC;(2)要求直线BE与平面PBD所成角的正切值,必须找到直线BE在平面PBD内的射影,由(1)易找面PBD的垂线,归从而结为解直角三角形.

点评:本题考查直线与平面垂直,直线与直线垂直的证明,考查线面角,解题的关键是掌握线面垂直的判定,正确作出线面角,属于中档题.
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