(2009•武昌区模拟)已知四棱锥 P-ABCD的底面是直角梯形,AB∥DC,∠ABC=∠BCD=90°,AB

(2009•武昌区模拟)已知四棱锥 P-ABCD的底面是直角梯形,AB∥DC,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=PB=PC=2CD,侧面PBC⊥底面ABCD.
(Ⅰ)求证:PA⊥BD;
(Ⅱ)求二面角P-BD-C的正切值.
tb1988 1年前 已收到1个回答 举报

美丽天使0531 幼苗

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解题思路:(Ⅰ) 取BC的中点H,连接PH,连接AH交BD于E.根据三垂线定理,只需证明AH⊥BD即可.
(Ⅱ)连接PE,则由(Ⅰ)知PE⊥BD.∴∠PEH为所求二面角的平面角.在直角三角形PEH中求解.

(Ⅰ)取BC的中点H,连接PH,连接AH交BD于E.
∵BC=PB=PC,∴PH⊥BC.
又面PBC⊥面ABCD,
∴PH⊥面ABCD.
∵tan∠HAB=tan∠DBC=
1
2,
∴∠HAB=∠DBC.
∵∠DBC+∠DBA=90°,
∴∠HAB+∠DBA=90°
∠AEB=90°,即AH⊥BD.
因为AH为PA在平面ABCD上的射影,∴PA⊥BD.
(Ⅱ)连接PE,则由(Ⅰ)知PE⊥BD.
∴∠PEH为所求二面角的平面角.
在△DBC中,由tan∠DBC=
1
2,求得sin∠DBC=
1

5.
∴tan∠PEH=
PH
HE=
BHtan60°
BHsin∠DBC=

3

1

5=
15.
即所求二面角的正切值为
15.

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的性质.

考点点评: 本题考查直线和平面位置关系及其判定,二面角求解,考查转化的思想方法(线线垂直与线面垂直互化)空间想象能力,计算能力.

1年前

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