题目内容
(本题满分14分).如图所示,四棱锥P-ABCD的底面积ABCD是边长为1的菱形,
∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面积ABCD,PA=.
(Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ) 过PC中点F作FH//平面PBD, FH交平面ABCD 于H点,判定H点位于平面ABCD的那个具体位置?(无须证明)
(Ⅲ)求二面角A-BE-P的大小.
∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面积ABCD,PA=.
(Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ) 过PC中点F作FH//平面PBD, FH交平面ABCD 于H点,判定H点位于平面ABCD的那个具体位置?(无须证明)
(Ⅲ)求二面角A-BE-P的大小.
略
解:(Ⅰ)如图所示,连结BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,ΔBCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD, 2分
又AB∥CD,所以BE⊥AB.又因为PA⊥平面ABCD,
BE平面ABCD,所以PA⊥BE.而PA∩AB=A,
因此BE⊥平面PAB.
又BE平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB. 5分
(Ⅱ) 答1:H点在AC线段的4等分点上,且距离C点;9分
答2:H点与E点重合 9分
答3:取BC中点G,容易证明平面EFG//平面PBD,那么平面EFG内任意一直线都与平面PBD平行,就是H点在EG直线上都满足题意。
(Ⅲ)由(Ⅰ)知,BE⊥平面PAB,PB平面PAB,所以PB⊥BE.
又AB⊥BE,
所以∠PBA是二面角A-BE-P的平面角. 12分
在RtΔPAB中,tan∠PBA=,∠PBA=60°. 13分
故二面角A-BE-P的大小是60°. 14分
又AB∥CD,所以BE⊥AB.又因为PA⊥平面ABCD,
BE平面ABCD,所以PA⊥BE.而PA∩AB=A,
因此BE⊥平面PAB.
又BE平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB. 5分
(Ⅱ) 答1:H点在AC线段的4等分点上,且距离C点;9分
答2:H点与E点重合 9分
答3:取BC中点G,容易证明平面EFG//平面PBD,那么平面EFG内任意一直线都与平面PBD平行,就是H点在EG直线上都满足题意。
(Ⅲ)由(Ⅰ)知,BE⊥平面PAB,PB平面PAB,所以PB⊥BE.
又AB⊥BE,
所以∠PBA是二面角A-BE-P的平面角. 12分
在RtΔPAB中,tan∠PBA=,∠PBA=60°. 13分
故二面角A-BE-P的大小是60°. 14分
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