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.(Ⅰ)求证:BD⊥AE(Ⅱ)若E为PC的中

发布时间:2020-07-31 22:14:54

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.
(Ⅰ)求证:BD⊥AE
(Ⅱ)若E为PC的中点,求直线BE与平面PBD所成角的正弦值;
(Ⅲ)若五点A,B,C,D,P在同一球面上,求该球的体积.

网友回答

(Ⅰ)证明:由已知PC⊥BC,PC⊥DC?PC⊥面ABCD
∵BD?面ABCD?BD⊥PC,
又因为BD⊥AC,∴BD⊥面PAC,
又∵AE?面PAC,∴BD⊥AE.
(Ⅱ)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,
∴∠EBH为BE与平面PBD所成的角.
∵,,
则.
(Ⅲ)解:以正方形ABCD为底面,PC为高补成长方体,此时对角线PA的长为球的直径,
∴,


解析分析:(Ⅰ)要证BD⊥AE,只要证BD⊥面PAC,只需证BD⊥AC,BD⊥PC;(Ⅱ)要求直线BE与平面PBD所成角的正弦值,必须找到直线BE在平面PBD内的射影,由(Ⅰ)易找面PBD的垂线,归结为解直角三角形;(Ⅲ)补图,把原图形补成一个长方体,即求该长方体的外接球的体积.

点评:考查简单的空间图形的三视图,和线面垂直的判定和性质定理,以及线面角的求法,和几何体的外接球的体积等知识,综合性强,思维跨度大,体现了转化的思想方法,和割补法,属中档题.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!