(2014•呼和浩特一模)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,∠BAD=6

(2014•呼和浩特一模)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,∠BAD=60°,E、F分别为BC、PA的中点.
(Ⅰ)求证:平面DEF⊥平面PAD;
(Ⅱ)求平面PDE与平面PAB所成二面角的正弦值.
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下里巴人运道 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)由等边三角形性质得DE⊥BC,由平行线性质得DE⊥AD,由线面垂直得PD⊥DE,由此能证明平面DEF⊥平面PAD.
(II)建立空间直角坐标系Dxyz,利用向量法能求出平面PDE与平面PAB所成二面角的正弦值.

(Ⅰ)证明:连接BD,依题BD=2,
在正三角形BDC中,∵BE=EC,∴DE⊥BC,
又AD∥BC,∴DE⊥AD.…(2分)
又PD⊥平面ABCD,∴PD⊥DE,AD∩PD=D,
∴DE⊥平面PAD,又DE⊂平面DEF,
∴平面DEF⊥平面PAD.…(4分)
(II)结合(Ⅰ),建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz,
平面PDE的一个法向量为

n1=(1,0,0),…(6分)
同时A(2,0,0),B(1,
3,0),P(0,0,2),


PA=(2,0,-2),

PB=(1,
3,-2),
设平面PAB的法向量

n2=(x,y,z),

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;平面与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查平面与平面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.

1年前

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