如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=PB=PC=2CD=2,侧面PBC

如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=PB=PC=2CD=2,侧面PBC⊥底面ABCD,O是BC中点,AO交BD于E.
(1)求证:PA⊥BD
(2)求直线PD与平面PAO所成角的正弦值
cxvksaofiuaspoi 1年前 已收到1个回答 举报

相去 春芽

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证明:
1)
RT△ABO和RT△BCD中:
∠ABO=∠BCD=90°
tan∠BAO=BO/AB=(BC/2)/AB=(AB/2)/AB=1/2
tan∠CBD=CD/BC=1/2=tan∠BAO
∠BAO=∠CBD
所以:RT△ABO∽RT△BCD(角角)
因为:∠CBD+∠DBA=90°
所以:∠BAO+∠DBA=90°
所以:∠AEB=90°
所以:BD⊥AO………………(1)
等腰三角形PBC中,点O是底边BC上的中点
所以:PO是BC边上的中垂线
所以:PO⊥BC
因为:平面PBC⊥平面ABCD
所以:PO⊥平面ABCD
所以:PO⊥BD………………(2)
由(1)和(2)知道:BD⊥平面PAO
所以:PA⊥BD

2)
连接PE,则PE是PD在平面PAO上的投影线
所以:∠DPE是DP与平面PAO所成的夹角
因为:BD⊥平面PAO
所以:BD⊥PE
所以:sin∠DPE=DE/PD
与上述1)中类似,可以证明RT△BEO∽RT△BCD
BO/BD=EO/CD=BE/BC
BO=BC/2=1,BD=√(1^2+2^2)=√5,CD=1
解得:EO=√5/5,BE=2√5/5
所以:DE=BD-BE=3√5/5
等腰三角形PBC中:PB=PC=BC=2,为正三角形,PO=√3
RT△POE中:PE=√(PO^2+EO^2)=√(3+1/5)=4√5/5
RT△PED中:PD=√(PE^2+DE^2)=√(16/5+9/5)=√5
所以:sin∠DPE=DE/PD=(3√5/5)/√5=3/5
所以:直线PD与平面PAO所成角的正弦值为3/5

1年前

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