(2011•东城区一模)已知四棱锥P-ABCD的底面是菱形.∠BCD=60°,AB=PB=PD=2,PC=3,AC与BD

(2011•东城区一模)已知四棱锥P-ABCD的底面是菱形.∠BCD=60°,AB=PB=PD=2,PC=
3
,AC与BD交于O点,E,H分别为PA,OC的中点.
(Ⅰ)求证:PC∥平面BDE;
(Ⅱ)求证:PH⊥平面ABCD;
(Ⅲ)求直线CE与平面PAB所成角的正弦值.
happyfish09 1年前 已收到1个回答 举报

alminnie 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)因为E,O分别为PA,AC的中点,所以EO∥PC.由此能够证明PC∥平面BDE.
(Ⅱ)连接OP,因为PB=PD,所以OP⊥BD.在菱形ABCD中,BD⊥AC,又因为OP∩AC=O,所以BD⊥平面PAC.又PH⊂平面PAC,所以BD⊥PH.由此能够证明PH⊥平面ABCD.
(Ⅲ)过点O作OZ∥PH,所以OZ⊥平面ABCD.以O为原点,OA,OB,OZ所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.得
AB
=(−
3
,1,0)
AP
=(−
3
3
2
,0,
3
2
)
CE
=(
5
3
4
,0,
3
4
)
.设
n
=(x,y,z)是平面PAB的一个法向量,由
n
AB
=0
n
AP
=0
,得
n
=(1,
3
3
)
.由此能求出直线CE与平面PAB所成角的正弦值.

(Ⅰ)证明:因为E,O分别为PA,AC的中点,
所以EO∥PC
又EO⊂平面BDE,PC⊄平面BDE.
所以PC∥平面BDE.
(Ⅱ)证明:连接OP,
因为PB=PD,
所以OP⊥BD.
在菱形ABCD中,BD⊥AC,
又因为OP∩AC=O,所以BD⊥平面PAC.
又PH⊂平面PAC,所以BD⊥PH.
在直角三角形POB中,OB=1,PB=2,所以OP=
3.
又PC=
3,H为OC的中点,所以PH⊥OC.
又因为BD∩OC=O
所以PH⊥平面ABCD.
(Ⅲ)过点O作OZ∥PH,所以OZ⊥平面ABCD.
如图,以O为原点,OA,OB,OZ所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.
可得,A(
3,0,0),B(0,1,0),C(−
3,0,0),
P(−

3
2,0,
3
2),E(

3
4,0,
3
4).
所以

AB=(−

点评:
本题考点: 直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查直线和平面平行、直线和平面垂直的证明方法和求直线与平面在所成角的正弦值.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.

1年前

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