解答题已知四棱锥P-ABCD的直观图及三视图如图所示.(Ⅰ)求四棱锥P-ABCD的体积

发布时间:2020-07-09 02:33:42

解答题已知四棱锥P-ABCD的直观图及三视图如图所示.
(Ⅰ)求四棱锥P-ABCD的体积;
(Ⅱ)若E是侧棱PC的中点,求证:PA∥平面BDE;
(Ⅲ)求二面角D-AP-B的余弦值.

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解:由三视图可知,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为1的正方形,PC⊥面ABCD,且PC=2…(2分)
(Ⅰ)由锥体体积公式得=…(4分)
(Ⅱ)连接AC,交BD于点F,则F为AC中点,连接EF,
则EF为三角形PAC中位线,所以EF∥PA,
又PA?平面BDE,EF?平面BDE,∴PA∥平面BDE…(6分)
(Ⅲ)以C为坐标原点,以CD、CB、CP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则P(0,0,2),D(1,0,0),B(0,1,0),A(1,1,0),
∴,…(8分)
设面PAD的法向量
由,可得,取
同理得面PAB的法向量…(10分)
∴==
∵二面角D-AP-B为钝二面角
∴二面角的余弦值为…(12分)解析分析:(Ⅰ)由三视图可知,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为1的正方形,PC⊥面ABCD,且PC=2,由锥体体积公式可求体积;(Ⅱ)连接AC,交BD于点F,则F为AC中点,连接EF,利用EF∥PA,证明PA∥平面BDE;(Ⅲ)以C为坐标原点,以CD、CB、CP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,求出面PAD的法向量,面PAB的法向量,利用向量的夹角公式可得结论.点评:本题考查三视图还原出立体图形,考查线面偶像,考查面面角,考查利用空间向量的方法求解面面角,综合性强.
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