如图所示,四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是边长为2的正三角形,且与底面垂直,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,E为

如图所示,四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是边长为2的正三角形,且与底面垂直,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,E为PC的中点,
(1)求证:PA∥平面BDE;
(2)求证:PB⊥AD;
(3)(文科)求三棱锥C-PDB的体积.
(3)(理科) 求直线PC与平面ABCD所成角的正切值.
justicet 1年前 已收到1个回答 举报

青海山 春芽

共回答了12个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(1)连接AC交BD于O,连接EO,根据菱形的性质及三角形中位线定理可得PA∥EO,进而根据线面平行的判定定理可得PA∥平面BDE;
(2)取AD的中点F,连接PF,BF,由等腰三角形三线合一可得BF⊥AD,PF⊥AD,进而由线面垂直的判定定理得到AD⊥平面ABCD,最后再由线面垂直的定义得到结论.
(3)(文科)三棱锥C-PDB是一个以△BCD为底面,以PF为高的棱锥,求出底面面积和高代入棱锥体积公式可得答案.
(3)(理科)连接CF,可得∠PCF即为直线PC与平面ABCD所成角,解△PCF可得答案.

证明:连接AC交BD于O,连接EO,
∵E为PC的中点,O为AC中点
∴PA∥EO
又∵PA⊄平面BDE;EO⊂平面BDE;
∴PA∥平面BDE;
(2)取AD的中点F,连接PF,BF,
∵PA=PD,
∴PF⊥AD
又∵底面ABCD是菱形,∠BAD=60°
∴在等边三角形ABD中,BF⊥AD
又∵PF∩BF=F
∴AD⊥平面PBF,
又∵PB⊂平面PBF,
∴PB⊥AD;
(3)(文科)∵侧面PAD⊥平面ABCD,侧面PAD∩平面ABCD=AD
又∵PF⊥AD,
∴PF⊥平面ABCD
∴三棱锥C-PDB是一个以△BCD为底面,以PF为高的棱锥,
∴三棱锥C-PDB的体积V=[1/3]•S△BCD•PF=[1/3]•([1/2]×2×2×sin60°)•
3=1
(3)(理科)连接CF,
∵△ABD为正三角形,
∴BF⊥AD,
又∵侧面PAD⊥平面ABCD,侧面PAD∩平面ABCD=AD
又∵PF⊥AD,
∴PF⊥平面ABCD
∴∠PCF即为直线PC与平面ABCD所成角,
在△CDF中,CD=2,CF=1,∠CDF=120°
由余弦定理得CF=
7
在Rt△PFC中,PF=
3
∴tan∠PCF=[PF/CF]=

21
7

点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;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平行的判定,直线与平面所成的角,棱锥的体积,其中熟练掌握空间直线与平面的位置关系及判定方法是解答的关键.

1年前

8
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.176 s. - webmaster@yulucn.com