如图,ABCD-A1B1C1D1是棱长为1的正方体,四棱锥P-A1B1C1D1中,P∈平面DCC1D1,PC1=PD1=

如图,ABCD-A1B1C1D1是棱长为1的正方体,四棱锥P-A1B1C1D1中,P∈平面DCC1D1,PC1=PD1=
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(Ⅰ)求证:PA1∥平面ADC1D1
(Ⅱ)求直线PA1与ADD1A1所成角的正切值.
琴伊 1年前 已收到1个回答 举报

可爱的疯子 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)取D1C1的中点H,连接PH,AH.可以证得四边形PA1AH为平行四边形,即PA1∥AH,进而由线面平行的判定定理可得PA1∥平面ABC1D1
(Ⅱ)由PA1∥AH,可得直线PA1与平面ADD1A1所成角等于直线AH与平面ADD1A1所成角,即∠HAD1就是直线AH与平面ADD1A1所成角,解Rt△HAD1,可得直线PA1与ADD1A1所成角的正切值.

证明:(Ⅰ)取D1C1的中点H,连接PH,AH.
∵PC1=PD1=

5
2,D1C1=1,P∈平面DCC1D1
∴PH⊥D1C1,D1H=
1
2,
∴PH=
PD12−D1H2=1,(2分)
∴PH∥D1D∥A1A,PH=A1A,
∴四边形PA1AH为平行四边形,
∴PA1∥AH,(4分)
又AH⊂平面ABC1D1,PA1⊄平面ABC1D1
∴PA1∥平面ABC1D1.(7分)
(Ⅱ)∵PA1∥AH,
∴直线PA1与平面ADD1A1所成角等于直线AH与平面ADD1A1所成角.
正方体ABCD-A1B1C1D1中,显然HD1⊥平面ADD1A1
∴∠HAD1就是直线AH与平面ADD1A1所成角. (10分)
在Rt△HAD1中,D1H=
1
2,AD1=
2,tan∠HAD1=
D1H
AD1=

2
4
∴直线PA1与平面ADD1A1所成角的正切值为

2
4. (14分)

点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;二面角的平面角及求法.

考点点评: 本题考查的知识点是直线与平面平行的判定,直线与平面所成的角,(I)的关键是证得四边形PA1AH为平行四边形,(II)的关键是分析出∠HAD1就是直线AH与平面ADD1A1所成角.

1年前

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