题目内容

如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,侧面PAD垂直底面ABCD,且ΔPAD为正三角形,E为侧棱PD的中点.

(I)求证:AE⊥平面PCD;

(II)求平面PAB与平面PDC所成二面角的大小;

(III)求直线PB与平面PDC所成角的正弦值.

答案:
解析:

  证明:(I)在正中,是的中点,所以.

  又,,,所以.

  而,所以.

  所以由,有.

  (II)取正的底边的中点,连接,则.

  又,

  所以.

  如图,以点为坐标原点,

  为轴,为轴,

  建立空间直角坐标系.

  设,则有,

  ,,,,,.再设是面的法向量,则有

  ,即,可设.

  又是面的法向量,因此

  ,

  所以,即平面PAB与平面PDC所成二面角为.

  (Ⅲ)由(II)知,设与面所成角为,则

  

  所以与面所成角的正弦值为.


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