题目内容

(08年湖南卷文)如图所示,四棱锥的底面是边长为1的菱形,,E是CD的中点,PA底面ABCD,。

(1)证明:平面PBE平面PAB;

(2)求二面角A―BE―P和的大小。

解:解法一(I)如图所示, 连结由是菱形且知,

是等边三角形. 因为E是CD的中点,所以

又所以

              又因为PA平面ABCD,平面ABCD,

所以而因此 平面PAB.

又平面PBE,所以平面PBE平面PAB.

(II)由(I)知,平面PAB, 平面PAB, 所以

又所以是二面角的平面角.

在中, .

故二面角的大小为

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

 

(I)因为平面PAB的一个法向量是所以和共线.

从而平面PAB. 又因为平面PBE,所以平面PBE平面PAB.

(II)易知设是平面PBE的一个法向量,

则由得 所以

故可取而平面ABE的一个法向量是

于是,.

故二面角的大小为

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