解答题如图,已知ABCD是矩形,PD⊥平面ABCD,PB=2,PB与平面ABCD所成的角为30°,PB与平面PCD所成的角为45°,求:
(1)PB与CD所成角的大小;
(2)二面角C-PB-D的大小.
网友回答
(本小题满分12分)
解:根据题意,可知PD=CD=1,BC=,以D为原点,以DA,DC,DP方向,分别作x,y,z轴的正半轴建立空间直角坐标系:
则C(0,1,0),B(,1,0),P(0,0,1).
(1)=(0,1,0),=(,1,-1),cos<,>==,
即PB与CD所成的角为60°;
(2)由=(0,1,-1),
设=(x,y,z)是平面PBC的一个法向量,则?=0,?=0得y=z,x=0令y=z=1得=(0,1,1).
同理可求得平面PBD的一个法向量为=(1,-,0),cos<,>==,
因为二面角C-PB-D为锐二面角,于是二面角C-PB-D为arccos解析分析:(1)以D为原点,以DA,DC,DP方向,分别作x,y,z轴的正半轴建立空间直角坐标系,分别求出PB与CD的方向向量,代入向量夹角公式,即可得到PB与CD所成角的大小;(2)分别求出平面PBC与平面PBD的法向量,代入向量夹角公式,即可得到二面角C-PB-D的大小.点评:本题考查的知识点是异面直线及其所成的角,二面角的平面角及其求法,其中建立空间坐标系将线线夹角及面面夹角问题,转化为向量夹角问题是解答本题的关键.解答中易忽略二面角C-PB-D为锐二面角,而错解为二面角C-PB-D为arccos(-).