如图所示,在棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为直角梯形,PA=AD=DC=2,AB=4且AB∥CD,

如图所示,在棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为直角梯形,PA=AD=DC=2,AB=4且AB∥CD,∠BAD=90°
(Ⅰ)求证:BC⊥PC;
(Ⅱ)求PB与平面PAC所成角的正弦值.
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ss人0408 春芽

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解题思路:(Ⅰ)取AB中点E,连接CE,根据已知中底面ABCD为直角梯形,PA=AD=DC=2,AB=4,易得四边形AECD为正方形,可证得BC⊥AC,由线面垂直的性质证得PA⊥BC,由线面垂直的判定定理得到BC⊥平面PAC,进而答案.
(II)以A为坐标原点,AD,AB,AP分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.求出平面PAC的一个法向量和PB的方向向量,代入向量夹角公式,可得答案.

证明:(Ⅰ)在直角梯形ABCD中,AC=2
2,
取AB中点E,连接CE,
则四边形AECD为正方形,
∴AE=CE=2,
又BE=[1/2AB=2,
则△ABC为等腰直角三角形,
∴AC⊥BC,
又∵PA⊥平面ABCD,BC⊂平面ABCD,
∴PA⊥BC,
由AC∩PA=A得BC⊥平面PAC,
∵PC⊂平面PAC,
所以BC⊥PC.
(Ⅱ)以A为坐标原点,AD,AB,AP分别为x,y,z轴,
建立如图所示的坐标系.则P(0,0,2),B(0,4,0),C(2,2,0),



BP=(0,−4,2),

BC=(2,−2,0)
由(Ⅰ)知

BC]即为平面PAC的一个法向量,
∴cos<

BC,

BP>=


BC•

BP

点评:
本题考点: 用空间向量求直线与平面的夹角;直线与平面垂直的性质;直线与平面所成的角.

考点点评: 本题考查的知识点是直线与平面所成的角,直线与平面垂直的性质,线面垂直的判定定理,解答(I)的关键是熟练掌握空间线面垂直与线线垂直的转换,解答(II)的关键是建立空间坐标系,将空间线面夹角转化为向量夹角问题.

1年前

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