四棱锥P-ABCD底面是菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.

四棱锥P-ABCD底面是菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.
(Ⅰ)求证:平面AEF⊥平面PAD;
(Ⅱ)H是PD上的动点,EH与平面PAD所成的最大角为45°,求二面角E-AF-C的正切值.
yxm109250 1年前 已收到1个回答 举报

dengdeng000 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)设菱形ABCD的边长为2a,由勾股定理推导出AE⊥BC,AE⊥AD.由线面垂直得到PA⊥AE,由此能证明面AEF⊥面PAD.
(Ⅱ)过E作EQ⊥AC,垂足为Q,过作QG⊥AF,垂足为G,连GE,则∠EGQ是二面角E-AF-C的平面角.由此能求出二面角E-AF-C的正切值.

(Ⅰ)证明:设菱形ABCD的边长为2a,
则AE2=(2a)2+a2-2a•2acos60°=3a2,AE=
3a,
BE2+AE2=AB2,∴AE⊥BC,
又AD∥BC,∴AE⊥AD.
∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥AE,AE⊥面PAD,
∴面AEF⊥面PAD.
(Ⅱ)过E作EQ⊥AC,垂足为Q,过作QG⊥AF,垂足为G,连GE,
∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥EQ,EQ⊥面PAC,
∴∠EGQ是二面角E-AF-C的平面角.
过点A作AH⊥PD,连接EH,
∵AE⊥面PAD,∴∠AHE是EH与面PAD所成的最大角.
∵∠AHE=45°,∴AH=AE=
3a,
∵AH•PD=PA•AD,∴2a•PA=
3a•
PA2+(2a)2,PA=2
3a,PC=4a,
EQ=

3
2a,CQ=[1/2a,GQ=
3
3
4]a,
∴tan∠EGQ=

点评:
本题考点: 平面与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题.

考点点评: 本题考查面面垂直的证明,考查二面角正切值的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.

1年前

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