题目内容

如图所示,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是一直角梯形,∠BAD=90°,ADBC,AB=BC=a,AD=2a,且PA⊥底面ABCD,PD与底面成30°角.

(1)若AEPD,E为垂足,求证:BEPD;

(2)求异面直线AECD所成角的大小(用反三角函数表示).

(1)证法一:∵PA⊥平面ABCD,∴PAAB.

再由ABAD,得AB⊥平面PAD.∴ABPD.

又∵AEPD,∴PD⊥平面ABE.

BEPD.

证法二:由题设ABAD,ABAP,

AB⊥平面PAD.

AEPD,∴BEPD.

(2)解:如图所示,以A为原点,ABADAP所在直线为坐标轴建立空间直角坐标系,则点CD的坐标分别为(a,a,0)、(0,2a,0).

PA⊥平面ABCD,∠PDAPD与底面ABCD所成的角,

∴∠PDA=30°.

于是,在Rt△AED中,由AD=2a,得AE=a.

EEFAD,垂足为F,

在Rt△AFE中,由AE=a,∠EAF=60°,得

AF=a,EF=a.

E(0,a,a).

于是=(0,a,a),=(-a,a,0).

的夹角为θ,则由

θ=arccos.

绿色通道:

求一对异面直线所成的角:一是按定义平移转化为两相交直线的夹角;二是在异面直线上各取一向量,转化为两向量的夹角或其补角.无论哪种求法,都应注意角的范围的限定.


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