(2013•重庆)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC=CD=2,AC=4,∠ACB=∠ACD= ,F为

(2013•重庆)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC=CD=2,AC=4,∠ACB=∠ACD= ,F为PC的中点,AF⊥PB.
(1)求PA的长;
(2)求二面角B﹣AF﹣D的正弦值.
北伐中原 1年前 已收到1个回答 举报

aiwachen79 幼苗

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(1)2 (2)

(1)如图,连接BD交AC于点O
∵BC=CD,AC平分角BCD,∴AC⊥BD
以O为坐标原点,OB、OC所在直线分别为x轴、y轴,
建立空间直角坐标系O﹣xyz,
则OC=CDcos =1,而AC=4,可得AO=AC﹣OC=3.
又∵OD=CDsin =
∴可得A(0,﹣3,0),B( ,0,0),C(0,1,0),D(﹣ ,0,0)
由于PA⊥底面ABCD,可设P(0,﹣3,z)
∵F为PC边的中点,∴F(0,﹣1, ),由此可得 =(0,2, ),
=( ,3,﹣z),且AF⊥PB,
=6﹣ =0,解之得z=2 (舍负)
因此, =(0,0,﹣2 ),可得PA的长为2
(2)由(1)知 =(﹣ ,3,0), =( ,3,0), =(0,2, ),
设平面FAD的法向量为 =(x 1 ,y 1 ,z 1 ),平面FAB的法向量为 =(x 2 ,y 2 ,z 2 ),
=0且 =0,∴ ,取y 1 = =(3, ,﹣2),
同理,由 =0且 =0,解出 =(3,﹣ ,2),
∴向量 的夹角余弦值为cos< >= = =
因此,二面角B﹣AF﹣D的正弦值等于 =

1年前

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