在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60°,对角线AC与BD相交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成的角为60°,
求:(1)直线PA与底面ABCD所成的角;
(2)四棱锥P-ABCD的体积.
网友回答
解:(1)在四棱锥P-ABCD中,由PO⊥平面ABCD,
得PO⊥AO,PO⊥BO,
所以∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,
所以∠PBO=60°,且∠PAO是PA与平面ABCD所成的角.(4分)
因为底面ABCD是菱形,O是对角线的交点,∠DAB=60°
所以△AOB是直角三角形,
且∠BAO=30°,(5分)
(2)在Rt△AOB中,BO=ABsin∠BAO=2sin30°=1,AO=ABcos∠BAO=(7分)
于是在Rt△POB中,得PO=BOtan60°=,
所以在Rt△POA中,tan∠PAO==1,∠PAO=45°,
所以PA与平面ABCD所成的角为45°(9分)
而底面菱形的面积为S=AB×ADsin60°=2.
所以四棱锥P-ABCD的体积V==2.(13分)
解析分析:(1)在四棱锥P-ABCD中,说明∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,∠PAO是PA与平面ABCD所成的角.△AOB是直角三角形,求出∠BAO=30°,即可.(2)在Rt△POB中,求出PO=BOtan60°=,求出底面菱形的面积为S=AB×ADsin60°=2,然后求出四棱锥P-ABCD的体积.
点评:本题是中档题,考查直线与平面所成角正弦值的求法,直线与直线的垂直的证明方法,考查空间想象能力,计算能力,熟练掌握基本定理、基本方法是解决本题的关键.