题目内容
(本题满分14分)如图,四棱锥P -ABCD的底面是矩形,侧面PAD是正三角形,
且侧面PAD⊥底面ABCD,E 为侧棱PD的中点。
⑴求证:PB//平面EAC;
⑵若AD=2AB=2,求直线PB与平面ABCD所成角的正切值;
⑶当为何值时,PB⊥AC ?
(本题满分14分)
解:(1)连结BD交AC于O,连结EO,
因为O、E分别为BD、PD的中点, 所以EO//PB, ……2分
,所以PB//平面EAC。…4分
(2)设N为AD中点,连接PN,则........5分
又面PAD⊥底面ABCD,所以,PN⊥底面ABCD……………6分
所以为直线PB与平面ABCD所成的角,…………7分
又AD=2AB=2,则PN=, ………8分
所以tan=,即PB与平面ABCD所成角正切为值。。。。。。9分
(3)由(2)知,NB为PB在面ABCD上的射影,要使PB⊥AC,需且只需NB⊥AC。。。10分
在矩形ABCD中,设AD=1,AB=x,
由,得∽,………………………………………11分
解之得:, ……………………13分
所以,当时,PB⊥AC。 …………………………14分
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