题目内容

13.在正三棱锥P-ABC中,已知A在侧面PBC上的射影为点H,连结PH并延长BC于点D,且$\frac{PH}{PD}=\frac{1}{4}$,求侧面与底面所成二面角的大小.

分析 设正三棱锥P-ABC底面边长为2a,侧棱长为b,PH=x,DH=3x,确定∠ADP是侧面与底面所成二面角,a=2$\sqrt{3}$x,即可求侧面与底面所成二面角的大小.

解答 解:设正三棱锥P-ABC底面边长为2a,侧棱长为b,PH=x,DH=3x,则
因为正三棱锥P-ABC中,已知A在侧面PBC上的射影为点H,
所以∠ADP是侧面与底面所成二面角,
所以cos∠ADP=$\frac{DH}{AD}$=$\frac{\sqrt{3}x}{a}$,
因为AH2=b2-x2=3a2-9x2,4x=$\sqrt{{b}^{2}-{a}^{2}}$,
所以a=2$\sqrt{3}$x,
所以cos∠ADP=$\frac{1}{2}$,
所以∠ADP=$\frac{π}{3}$.

点评 本题考查求侧面与底面所成二面角的大小,考查学生的计算能力,确定cos∠ADP=$\frac{DH}{AD}$=$\frac{\sqrt{3}x}{a}$是关键.

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