解答题如图,四棱锥P-ABCD的底面是平行四边形,PA⊥平面ABCD,AC⊥AB,AB

发布时间:2020-07-09 10:00:54

解答题如图,四棱锥P-ABCD的底面是平行四边形,PA⊥平面ABCD,AC⊥AB,AB=PA,点E是PD上的点,且(0<λ≤1).
(Ⅰ)?求证:PB⊥AC;
(Ⅱ)?求λ的值,使PB∥平面ACE;
(Ⅲ)当λ=1时,求二面角E-AC-B的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)证明:由于PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AC∵AC⊥AB,∴AC⊥平面PAB,∴PB⊥AC,
(Ⅱ)连接BD交AC于O,连接OE,∵PB∥平面ACE,平面ACE∩平面PBD=OE∴PB∥OE,
又∵O为BD的中点∴E为PD的中点,
故λ=1.
(Ⅲ)取AD的中点F,连接EF,则EF∥PA,∵PA⊥平面ABCD,∴EF⊥平面ABCD.连接OF,则OF∥AB∵BA⊥AC,
∴OF⊥AC,连接OE,则OE⊥AC,∴∠EOF就是二面角E-AC-D的平面角,
又∵,∴EF=OF,且EF⊥OF∴∠EOF=45°.
∴二面角E-AC-B大小为135°.解析分析:(I)由题意由于PA⊥平面ABCD.利用线面垂直的定义可以得到PA⊥AC,又由于AC⊥AB,利用线面垂直的判定定理可以得到AC⊥平面PAB,进而利用线面垂直的定义即可得证;(II)由题意连接BD交AC于O,连接OE,因为PB∥平面ACE,利用线面平行的性质定理可以得到PB∥OE,在由于O为BD的中点,所以可得E为PD的中点,进而求得λ=1;(III)由题意取AD的中点F,连接EF,利用中位线性质可以得到EF∥PA,又由于PA⊥平面ABCD,利用两平行线一个与平面垂直则另一条也与该平面垂直可得到EF⊥平面ABCD.连接OF,则OF∥AB,利用三垂线定理即可得到∠EOF就是二面角E-AC-D的平面角,然后计算出即可.点评:此题考查了线面垂直的性质定理还考查了线面垂直的判定定理,及线面平行的性质定理与利用三垂线定理求解二面角的平面角及二面角的大小.
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