四棱锥P-ABCD的底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=2BC=2CD=2,PA=PD,PA⊥P

四棱锥P-ABCD的底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=2BC=2CD=2,PA=PD,PA⊥PD,PB=PC.
(Ⅰ)求证:平面PAD⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求直线PB与平面PAD所成角的正切值.
清风伊笑 1年前 已收到1个回答 举报

jx_g 花朵

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解题思路:(Ⅰ)取AD中点M,BC中点N,连接MN、PN、PM,先证明BC⊥平面PMN,可得BC⊥PM,同理可得PM⊥AD,利用线面垂直的判定,可得PM⊥平面ABCD,根据面面垂直的判定,可得平面PAD⊥平面ABCD.
(Ⅱ)连接BD,证明BD⊥平面PAD,则∠BPD为直线PB与平面PAD所成角,从而可求直线PB与平面PAD所成角的正切值.

(Ⅰ)证明:取AD中点M,BC中点N,连接MN、PN、PM,

则MN是直角梯形ABCD的中位线,∴MN∥AB∥CD,
∵BC⊥AB,∴MN⊥BC,
∵PB=PC,∴△PBC是等腰△,∴PN⊥BC,
∵PN∩NB=N,∴BC⊥平面PMN,
∵PM⊂平面PMN,∴BC⊥PM,
同理PA=PD,∴PM⊥AD,
∵四边形ABCD是梯形,∴在平面ABCD上,AD和BC不平行必相交于一点F,
∴PM⊥平面ABCD,
∵PM⊂平面PAD,∴平面PAD⊥平面ABCD.
(Ⅱ)连接BD,则在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=2BC=2CD=2,则BD⊥AD,BD=AD=
2,
∵BD⊥AD,平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD
∴BD⊥平面PAD
∴∠BPD为直线PB与平面PAD所成角
∵PA=PD,PA⊥PD
∴PB=1
∴tan∠BPD=[BD/PD]=
2.

点评:
本题考点: 平面与平面垂直的判定;用空间向量求直线与平面的夹角.

考点点评: 本题考查线面垂直、面面垂直、考查线面角,掌握线面垂直、面面垂直的判定方法,正确作出线面角是关键.

1年前

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