已知四棱锥P-ABCD的底面为菱形,且∠ABC=60°,AB=PC=2,AP=BP=2.

已知四棱锥P-ABCD的底面为菱形,且∠ABC=60°,AB=PC=2,AP=BP=
2

(1)求证:平面PAB⊥平面ABCD
(2)求PD与平面PAB所成角正切值.
51france 1年前 已收到1个回答 举报

ss亦菲 幼苗

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解题思路:(1)取AB中点E,连PE、CE,证明PE⊥平面ABCD,即可证明平面PAB⊥平面ABCD
(2)以AB中点E为坐标原点,EC所在直线为x轴,EB所在直线为y轴,EP所在直线为z轴,建立空间直角坐标系.
求出PD与平面PAB所成角的正弦值,即可求PD与平面PAB所成角正切值.

(1)证明:如图所示,取AB中点E,连PE、CE.
则PE是等腰△PAB的底边上的中线,∴PE⊥AB.
∵PE=1,CE=
3,PC=2,即PE2+CE2=PC2
由勾股定理的逆定理可得,PE⊥CE.
又∵AB⊂平面ABCD,CE⊂平面ABCD,且AB∩CE=E,
∴PE⊥平面ABCD.
而PE⊂平面PAB,
∴平面PAB⊥平面ABCD.
(2)以AB中点E为坐标原点,EC所在直线为x轴,EB所在直线为y轴,EP所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
则A(0,-1,0),C(
3,0,0),D(
3,-2,0),P(0,0,1),


PD=(
3,-2,-1),

EC=(
3,0,0),
∴PD与平面PAB所成角的正弦值为
3

3+4+1•
3=

6
4,
∴PD与平面PAB所成角正切值为

15
5.

点评:
本题考点: 直线与平面所成的角;平面与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查面面垂直,考查线面角,考查向量知识的运用,正确运用线面垂直的判定定理是关键.

1年前

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