顾盼生寒
幼苗
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解法一:(Ⅰ)如图以A为坐标原点,AB,AP
所在直线分别为x,z轴建立空间直角坐标系.
∵ AP=AB=2,BC=2
2 ,AC⊥BD,
在Rt△ABC中,由射影定理得 AD=
2
3
3 ,则AD:DC=1:2
∴A(0,0,0),B(2,0,0), C(2,2
2 ,0) , D(
2
3 ,
2
2
3 ,0) ,P(0,0,2)
又E是PC的中点,∴ E(1,
2 ,1)
∴
PC =(2,2
2 ,-2),
BE =(-1,
2 ,1),
DE =(
1
3 ,
2
3 ,1) ,
∴
PC •
BE =-2+4-2=0 ,
PC •
DE =
2
3 +
4
3 -2=0
∴
PC ⊥
BE ,
PC ⊥
DE ,
又DE∩BE=E,∴PC⊥平面BDE(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面BDE的法向量
n 1 =
PC =(2,2
2 ,-2) ,
平面BAP的法向量
n 2 =
BC =(0,2
2 ,0) ,∴
n 1 •
n 2 =8
设平面BDE与平面ABP的夹角为θ,
则 cosθ=|cos(
n 1 ,
n 2 )|=
|
n 1 •
n 2 |
|
n 1 ||
n 2 | =
8
4×2
2 =
2
2 ,∴θ=45°,
∴平面BDE与平面ABP的夹角为45°(12分)
解法二:
(Ⅰ)∵在Rt△PAB中,AP=AB=2,
∴ PB=
A P 2 +A B 2 =2
2 =BC
又E是PC的中点,∴BE⊥PC,
∵PA⊥平面ABC,又BD⊂平面ABC
∴PA⊥BD,∵AC⊥BD,又AP∩AC=A
∴BD⊥平面PAC,又PC⊂平面PAC,
∴BD⊥PC,又BE∩BD=B,∴PC⊥平面BDE(6分)
(Ⅱ)∵PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC,又AB⊥BC,
∴BC⊥平面BAP,BC⊥PB,
又由(Ⅰ)知PC⊥平面BDE,
∴直线PC与BC的夹角即为平面BDE与平面BAP的夹角,
在△PBC中,PB=BC,∠PBC=90°,∠PCB=45°
所以平面BDE与平面BAP的夹角为45°(12分)
1年前
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