题目内容

【题目】如图,在四棱锥中,平面ABCD,底面ABCD为梯形,EPC的中点.

证明:平面PAD

求二面角的余弦值.

【答案】(1)见解析(2)

【解析】

FPD的中点,连接EF证明,推出四边形ABEF为平行四边形,所以然后证明平面PAD

AB中点M,连接DM,证明,以DMDCDP所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,求出平面PBC的一个法向量,平面PCD的一个法向量,设二面角的平面角为,利用空间向量的数量积求解即可

证明:设FPD的中点,连接EFFA

因为EF的中位线,所以

,所以,且

故四边形ABEF为平行四边形,所以

平面PAD平面PAD,所以平面

解:取AB中点M,连接DM

为等边三角形

从而,中线,且

,故D

如图所示,

DMDCDP所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,

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于是

设平面PBC的一个法向量为y

,从而

,解得

,得,且

易知,平面PCD的一个法向量为,且

二面角的平面角为

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