解答题如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的菱形,∠DAB=60°,PD⊥平面AB

发布时间:2020-07-09 07:12:44

解答题如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的菱形,∠DAB=60°,PD⊥平面ABCD,PD=AD.
(Ⅰ)求直线PB与平面PDC所成的角的正切值;
(Ⅱ)求二面角A-PB-D的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)取DC的中点E.
∵ABCD是边长为a的菱形,∠DAB=60°,∴BE⊥CD.
∵PD⊥平面ABCD,BE?平面ABCD,∴PD⊥BE.
∴BE⊥平面PDC.∠BPE为求直线PB与平面PDC所成的角.
∵BE=,PE=,∴tan∠BPE==.
(Ⅱ)连接AC、BD交于点O,因为ABCD是菱形,所以AO⊥BD.
∵PD⊥平面ABCD,AO?平面ABCD,
∴AO⊥PD.∴AO⊥平面PDB.
作OF⊥PB于F,连接AF,则AF⊥PB.
故∠AFO就是二面角A-PB-D的平面角.
∵AO=,OF=,∴=.
∴∠AFO=arctan.解析分析:(1)取DC的中点E,可证明BE⊥平面PDC,从而PE为PB在平面PDC上的射影,根据线面角定义,∠BPE为直线PB与平面PDC所成的角,在直角三角形PEB中计算角BPE即可(2)连接AC、BD交于点O,可证明AO⊥平面PDB,因此使用三垂线法即可作出二面角的平面角,方法是作OF⊥PB于F,连接AF,故∠AFO就是二面角A-PB-D的平面角,在直角三角形AOF中求∠AFO的大小即可点评:本题考查了空间直线与平面,空间平面与平面所成的角的做法和计算方法,解题时要注意将空间问题转化为平面问题的思想方法.
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