解答题如图,简单组合体ABCDPE,其底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥

发布时间:2020-07-09 07:10:00

解答题如图,简单组合体ABCDPE,其底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=2EC.
(1)若N为线段PB的中点,求证:EN⊥平面PDB;
(2)若=,求平面PBE与平面ABCD所成的锐二面角的大小.

网友回答

(1)证明:连接AC与BD交于点F,连接NF,
∵F为BD的中点,∴NF∥PD且NF=PD.
又EC∥PD,且EC=PD,(2分)
∴NF∥EC,且NF=EC,
∴四边形NFCE为平行四边形,
∴NE∥FC.(4分)
∵DB⊥AC,PD⊥平面ABCD,AC?面ABCD,∴AC⊥PD.
又PD∩BD=D,∴AC⊥面PBD,∴NE⊥面PDB.(6分)
(2)解:连接DN,由(1)知NE⊥面PDB,∴DN⊥NE.?
延长PE与DC的延长线交于点G,连接GB,
则GB为平面PBE与平面ABCD的交线.(8分)
∵PD=2EC,∴CD=CG=CB,
∴D、B、G在以C为圆心、以BC为半径的圆上,
∴DB⊥BG.(9分)
∵PD⊥平面ABCD,BG?面ABCD,
∴PD⊥BG,且PD∩DB=D,∴BG⊥面PDB.
∵PB?面PDB,∴BG⊥PB,
∴∠PBD为平面PBE与平面ABCD所成的锐二面角的平面角.(10分)
在Rt△PDB中,∵PD=DB,
∴∠PBD=45°,
即平面PBE与平面ABCD所成的锐二面角为45°.(12分)解析分析:(1)连接AC与BD交于点F,连接NF,由F为BD的中点,知NF∥PD且NF=PD.由EC∥PD,且EC=PD,知四边形NFCE为平行四边形,由此能证明NE⊥面PDB.(2)连接DN,由(1)知NE⊥面PDB,DN⊥NE.?延长PE与DC的延长线交于点G,连接GB,则GB为平面PBE与平面ABCD的交线.由PD=2EC,知CD=CG=CB,知D、B、G在以C为圆心、以BC为半径的圆上,DB⊥BG,由此能够求出平面PBE与平面ABCD所成的锐二面角的大小.点评:本题考查直线与平面垂直的证明,考查平面与平面所成的锐二面角大小的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.
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