已知:四棱锥P-ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,PA⊥平面ABCD,且PA=2,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.(1)求四棱锥P-ABCD的体

发布时间:2020-07-31 20:08:11

已知:四棱锥P-ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,PA⊥平面ABCD,且
PA=2,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.
(1)求四棱锥P-ABCD的体积;
(2)求二面角F-AE-C的大小.

网友回答

解:(1)由题设条件知,棱锥的高为PA=2,
由底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,可解得底面四边形ABCD的面积是2×2×sin60°=2
故(4分)
(2)取AC的中点O,连接FO,
∵F为PC中点,
∴FO∥PA且,又PA⊥平面ABCD,
∴FO⊥平面ABCD.(6分)
过O作OG⊥AE于G,则∠FGO就是二面角F-AE-C的平面角.(8分)
由作图及题意可得FO=1,,
得tan∠FGO==2,即二面角的大小为arctan2(14分)
解析分析:(1)求四棱锥P-ABCD的体积,需要求出棱锥的高与底面的面积,由题设条件知,PA⊥平面ABCD,高为PA,已知,又底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,底面面积易求,由公式求体积即可;(2)求二面角F-AE-C的大小可先作出二面角的平面角,再在其所在的三角形中求出二面角的大小,由题设条件及图形,根据二面角的平面角的定义作出二面角的平面角.

点评:本题考查二面角的平面角及求法,解题的关键是作出二面角的平面角,然后在所作出的直角三角形中求出二面角平面角的值,解此类题时要注意步骤,作角,证角,求角三步不可少.
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