如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是正三角形且与底面ABCD垂直,底面ABCD是矩形,E是AB中点,PC与平面ABCD的夹角为30°.(1)求平面PCE与平面C

发布时间:2020-08-01 01:58:17

如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是正三角形且与底面ABCD垂直,底面ABCD是矩形,E是AB中点,PC与平面ABCD的夹角为30°.
(1)求平面PCE与平面CED夹角的大小;
(2)当AD为多长时,点D到平面PCE的距离为2.

网友回答

解:(1)取AD的中点O,连接PO.
∵△PAD是正三角形,∴PO⊥AD
∵面PAD⊥面ABCD,∴PO⊥面ABCD
以O为原点,过O作AB平行线为x轴,OD为y轴,OP为z轴建立空间直角坐标系,连OC,
则∠PCO为PC与面ABCD所成角
∴∠PCO=30°
设AD=2a,则PO=a,∴OC=3a,∴CD=2a
∴P(0,0,a),C(2a,a,0),E(a,-a,0)
∴=(a,-a,-a),=(2a,a,-a),
设平面PCE的法向量为=(1,y,z),则
∴y=,z=,∴=(1,,),
又面DEC的法向量为=(0,0,a)
∴cos<>==
∴平面PCE与平面CED夹角的大小为45°
?(2)∵D(0,a,0),∴=(-2a,0,0)
∴点D到平面PCE的距离为d==
∵点D到平面PCE的距离为2
∴=2,∴a=
∴AD=2a=.

解析分析:(1)取AD的中点O,连接PO,则PO⊥面ABCD,以O为原点,过O作AB平行线为x轴,OD为y轴,OP为z轴建立空间直角坐标系,连OC.求出平面PCE的法向量、面DEC的法向量,利用向量的夹角公式,即可求平面PCE与平面CED夹角的大小;(2)利用点D到平面PCE的距离为2,求出D的坐标,即可,求得AD的长.

点评:本题考查面面角,考查点到面的距离的计算,考查向量知识的运用,求得平面的法向量是关键.
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