Question

【题目】如图所示，四棱锥的底面是矩形，侧面是正三角形，，，.

（1）求证：平面平面；

（2）若为中点，求二面角的大小.

Answer 1

【答案】（1）见解析；（2）

【解析】

（1）取AB中点H，连结PH，推导出PH⊥AB，由勾股定理得PH⊥HC，从而PH⊥平面ABCD，由此能证明平面PAB⊥平面ABCD．

（2）以H为原点，HA为x轴，在平面ADCB过H作AB的垂线为y轴，以HP为z轴，建立空间直角坐标系H﹣xyz，利用向量法能求出二面角．

（1）取中点，连接，∵是正三角形，为中点，，

∴，且.∵是矩形，，，

∴.又∵，∴，∴.

∵，∴平面.∵平面，∴平面平面.

（2）以为原点,HA为x轴，在平面ADCB过H作AB的垂线为y轴，以HP为z轴，建立建立如图所示的空间之间坐标系，则，，，，，则，.设平面的法向量为，由，解得，即平面的一个法向量为.又平面的一个法向量为，设二面角的平面角为，

∴，又∵，∴，

∴二面角的平面角为.