如图,在正四棱锥P-ABCD中,PA=AB=2.(1)求该正四棱锥的体积V;(2)设E为侧棱PB的中点,求异面直线AE与PC所成角θ的大小.

发布时间:2020-08-04 18:39:10

如图,在正四棱锥P-ABCD中,PA=AB=2.
(1)求该正四棱锥的体积V;
(2)设E为侧棱PB的中点,求异面直线AE与PC所成角θ的大小.

网友回答

解:(1)设O为底面正方形ABCD中心,则PO为该正四棱锥的高
正方形ABCD中,,
∴Rt△POA中,,
所以正四棱锥的体积为:. 
(2)设F为BC中点,连接EF、AF,
∵△PBC中,EF是中位线,∴EF∥PC
由此可得:异面直线AE与PC所成角θ等于AE、EC所成的锐角或直角
等边三角形PAB中,边长为2,所以,
△PBC中,EF=PC=1,
Rt△ABE中,AF==    ∴△AEF中,.
所以,异面直线AE与PC所成角.

解析分析:(1)根据题意,可得该四棱锥是侧棱等于底面边长的正四棱锥,由此不难求出它的高等于,结合锥体体积公式,可得该正四棱锥的体积V;
(2)设F为BC中点,连接EF、AF,可得EF∥PC,所以异面直线AE与PC所成角θ等于AE、EC所成的锐角或直角.在△AEF中求出各边的长,利用余弦定理算出∠AEF的余弦值,即可得出直线AE与PC所成角θ的大小.


点评:本题给出底面边长等于侧棱长的正四棱锥,求四棱锥的体积并求异面直线所成的角,着重考查了异面直线及其所成的角、正棱锥的性质和锥体体积公式等知识,属于中档题.
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