解答题如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为矩形,PA=AB=2,AD=2AB,

发布时间:2020-07-09 02:59:19

解答题如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为矩形,PA=AB=2,AD=2AB,PA⊥平面ABCD,E,F分别是BC,PC的中点.
(1)求异面直线PB与AC所成的角的余弦值;
(2)求三棱锥A-EFD的体积.

网友回答

解:(1)分别以AB、AD、AP所在直线为x、y、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则
P(0,0,2),B(2,0,0),C(2,4,0),
∴,….(4分)
设与所成的角为θ,则,….(6分)
∴异面直线PB与AC所成角的余弦值为.….(8分)
(2)∵F是PC中点,∴F(1,2,1),可得F到平面AED的距离为1
又∴△AED的面积S=S矩形ABCD==4
∴三棱锥A-EFD的体积VA-EFD=VF-AED=S△AED×1=.…(14分)解析分析:(1)分别以AB、AD、AP所在直线为x、y、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,得到向量,的坐标,利用空间两个向量夹角公式,可计算出异面直线PB与AC所成的角的余弦值;(2)由点F是PC中点,得F到平面AED的距离为PA长度的一半,从而得到三棱锥F-AED的高,算出△AED的面积S结合锥体的体积公式,可算出三棱锥F-AED的体积,即三棱锥A-EFD的体积.点评:本题给出特殊的四棱锥,求异面直线所成角余弦值并求锥体的体积,着重考查了用空间向量求直线间的夹角、线面垂直的性质和锥体的体积公式等知识,属于中档题.
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