题目内容
【题目】如图,在多面体中,四边形和都是直角梯形,,,,,,,是的中点。
(1)求证:;
(2)已知是的中点,求证:;
(3)求直线与平面所成角的大小。
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3).
【解析】
(1)取PD中点G,连结GF,AG,推导出四边形ABFG是平行四边形,从而AG∥BF,进而能证明BF∥平面ADP.
(2)已知O是BD的中点,证明FO⊥BD,AO⊥BD,即可证明:BD⊥平面AOF.
(2)以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DP为z轴,建立空间直角坐标系,由(2)可知为平面的法向量,利用向量法直线与平面所成角的大小.
(1)取PD中点G,连结GF,AG,
∵AB∥DC,PE∥DC,AD⊥DC,PD⊥平面ABCD,AB=PD=DA=2PE,CD=3PE,F是CE的中点,
∴FGAB,∴四边形ABFG是平行四边形,∴AG∥BF,
∵AG平面ADP,BF平面ADP,∴BF∥平面ADP.
(2)由(1)可知FM=PE,DM=BM=2PE,∴FD=FBPE,
∵O是BD的中点,∴FO⊥BD,
∵AD=AB,O是BD的中点,∴AO⊥BD,
∵AO∩FO=O,
∴BD⊥平面AOF.
(3)以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DP为z轴,建立空间直角坐标系,
设PE=1,则B(2,2,0),D(0,0,0),P(0,0,2),C(0,3,0),E(0,1,2),F(0,2,1),
(2,2,0),(0,-1,1),
由(2)可知为平面的法向量,
设直线与平面所成角为θ,
则sinθ=cos<>.
∴θ=.
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