如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,PA⊥平面ABCD,AB=1,PA?AC=1,∠ABC=θ(0°<θ≤90°).(1)若θ=90°,E为PC的中点,

发布时间:2020-08-07 14:19:36

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,PA⊥平面ABCD,AB=1,PA?AC=1,∠ABC=θ(0°<θ≤90°).
(1)若θ=90°,E为PC的中点,求异面直线PA与BE所成角的大小;
(2)试求四棱锥P-ABCD的体积V的最小值.

网友回答

解:(1)设O为AC的中点,连接OE,
则OE∥PA,∠OEB即为异面直线PA与BE所成角
∵PA⊥平面ABCD
∴OE⊥平面ABCD
∴△BOE为直角三角形
∵θ=90°,AB=1,
∴AC=.
又∵PA?AC=1,

∴,
所以,异面直线PA与BE所成角∠OEB=arctan2
(2)由已知,四边形ABCD的面积S=sinθ,
由余弦定理可求得,
∴,


所以,当cosθ=0,即θ=90°时,四棱锥V-ABCD的体积V的最小值是.
解析分析:(1)设O为AC的中点,连接OE,得∠OEB即为异面直线PA与BE所成角,再结合△BOE为直角三角形以及AB=1,θ=90°,求出AC以及△BOE的两边长即可求出∠OEB;
(2)先根据条件得到四边形ABCD的面积S=sinθ,由余弦定理可求得,即可得到PA,进而表示出四棱锥P-ABCD的体积,整理后再借助于三角函数的取值范围即可解题.


点评:本题主要考查异面直线及其所成的角以及棱锥的体积计算.求异面直线所成的角的关键在于通过作平行线把其转化为相交直线,然后在三角形中求角.
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