解答题已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AB∥CD,,∠BAD=90°

发布时间:2020-07-09 08:15:54

解答题已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AB∥CD,,∠BAD=90°,△PAD为正三角形,且面PAD丄面ABCD,异面直线PB与AD所成的角的余弦值为,E为PC的中点.
(Ⅰ)求证:BE∥平面PAD;
(Ⅱ)求点B到平面PCD的距离;
(Ⅲ)求平面PAD与平面PBC相交所成的锐二面角的大小.

网友回答

解:(Ⅰ)??证明:如图???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

取PD的中点F,连接EF,AF,由E为PC的中点知:EF∥CD,EF=CD,
又AB∥CD,AB=CD,所以四边形ABEF为平行四边形,所以??BE∥AF,又BE?面PAD,AF?面PAD,∴BE∥平面PAD;
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,AF⊥PD,面PAD⊥面ABCD,CD⊥AD
∴CD⊥面PAD,又AF?面PAD
∴AF⊥CD,且PD∩CD=D
∴AF⊥面PCD
又AB∥CD,∴AB∥面PCD,∴点A到平面PCD的距离AF等于点B到平面PCD的距 离.??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
取CD的中点G,连接BG,PG由题意知四边形ABCD为矩形,∴∠PBC为异面直线所成的角或其补角.
设正△PAD的边长为a,则在△PBG中易知PB=PG=,BG=a,
∴∠PBG为锐角,由题意得=,
解得a=2,∴AF=
即点B到平面PCD的距离为.
(Ⅲ) 延长CB交DA于H,连接PH,如图

∵AB∥CD,AB=CD=1,PA=AD=2
∴HA=AD=AP
∴DP⊥H,P又CD⊥面PAD
∴PD 为PC在PAD内的射影
∴PC⊥HP
∴∠DPC为面PAD与面PBC所成二面角的平面角
在直角△PCD中,tan∠DPC==1
∴∠DPC=45°即平面PAD与平面PBC相交所成的锐二面角的大小为45°.解析分析:(Ⅰ)取PD的中点F,连接EF,AF,先证出BE∥AF,继而可证出BE∥平面PAD(Ⅱ)先证出AB∥面PCD,将点B到平面PCD的距离转化为点A到平面PCD的距离,即为AF的长度.再在△PAD中求解.?(Ⅲ)延长CB交DA于H,连接PH,证出∠DPC为面PAD与面PBC所成二面角的平面角,在直角△PCD中求解.点评:本题考查线面位置关系、点面距的计算、线面角的度量,考查分析解决问题、空间想象、转化、计算的能力与方程思想.
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