题目内容

(本小题满分14分)如图所示,在四棱锥中,平面,,

,,是的中点.

(1)证明:平面;

(2)若,,,求二面角的正切值.

 

【答案】

解:(1)证明:∵平面,∴。

∵,是的中点

∴为△中边上的高,

∴。

∵,

∴平面。……………………6分

(2)方法1:延长DA、CB相交于点F,连接PF、DB

过点P作PE⊥BC,垂足为E,连接HE

由(1)知平面,则PH⊥BC

又∵PE∩PH=P,∴BC⊥平面PHE,∴BC⊥HE

∴∠PEH就是所求二面角P-BC-D的平面角……………9分

在△FDC中,∵PH=1,AD=1,∴PD=

∵平面,,∴CD⊥平面PAD

∴CD⊥PD,∵PC=,∴CD=4

∵,∴AB=2,∴BD=,

∴AB是△FCD的中位线,FD=CD

∴BD⊥CF

∴HE=

∵PH=1,∴……………14分

    

方法2:由(1)知平面,如图建立空间直角坐标系.

∵PH=1,AD=1,∴PD=

∵平面,,∴CD⊥平面PAD

∴CD⊥PD,∵PC=,∴CD=4

∴

设平面BCD、平面PBC的法向量分别为

则,设

∵,令,则

,设二面角P-BC-D为,

则,故

 

【解析】本试题主要是考查了线面垂直和二面角的求解的综合运用。

(1)因平面,∴。∵,是的中点

∴为△中边上的高,∴。∵,

∴平面

(2)延长DA、CB相交于点F,连接PF、DB过点P作PE⊥BC,垂足为E,连接HE

由(1)知平面,则PH⊥BC又∵PE∩PH=P,∴BC⊥平面PHE,∴BC⊥HE

∴∠PEH就是所求二面角P-BC-D的平面角,然后利用解三角形得到结论。

 

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网