E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,PA=2.

   (Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;

(Ⅱ)求平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解: 解法一(Ⅰ)如图所示,连结BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,

△BCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD,又AB∥CD,

所以BE⊥AB.又因为PA⊥平面ABCD,平面ABCD,所以

PA⊥BE.而AB=A,因此BE⊥平面PAB.

又平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.

 

(Ⅱ)延长AD、BE相交于点F,连结PF.

过点A作AH⊥PB于H,由(Ⅰ)知

平面PBE⊥平面PAB,所以AH⊥平面PBE.

在Rt△ABF中,因为∠BAF=60°,

所以,AF=2AB=2=AP.

在等腰Rt△PAF中,取PF的中点G,连接AG.

则AG⊥PF.连结HG,由三垂线定理的逆定理得,

PF⊥HG.所以∠AGH是平面PAD和平面PBE所成二面角的平面角(锐角).

在等腰Rt△PAF中,

在Rt△PAB中,

所以,在Rt△AHG中,

故平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小是

 

解法二: 如图所示,以A为原点,建立空间直角坐标系.则相关

各点的坐标分别是A(0,0,0),B(1,0,0),

P(0,0,2),

(Ⅰ)因为,

平面PAB的一个法向量是,

所以共线.从而BE⊥平面PAB.

又因为平面PBE,

故平面PBE⊥平面PAB.

 

 

   (Ⅱ)易知  

       设是平面PBE的一个法向量,则由得

所以

      设是平面PAD的一个法向量,则由得

所以故可取

      于是,

      故平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小是

 

 

 0  7761  7769  7775  7779  7785  7787  7791  7797  7799  7805  7811  7815  7817  7821  7827  7829  7835  7839  7841  7845  7847  7851  7853  7855  7856  7857  7859  7860  7861  7863  7865  7869  7871  7875  7877  7881  7887  7889  7895  7899  7901  7905  7911  7917  7919  7925  7929  7931  7937  7941  7947  7955  447090 

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