题目内容

【题目】(本题满分15分)如图,已知四棱锥P–ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点.

(Ⅰ)证明:CE∥平面PAB;

(Ⅱ)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.

【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ).

【解析】本题主要考查空间点、线、面位置关系,直线与平面学科&网所成的角等基础知识,同时考查空间想象能力和运算求解能力。满分15分。

(Ⅰ)如图,设PA中点为F,连结EF,FB.

因为E,F分别为PD,PA中点,所以EF∥AD且,

又因为BC∥AD,,所以

EF∥BC且EF=BC,

即四边形BCEF为平行四边形,所以CE∥BF,

因此CE∥平面PAB.

(Ⅱ)分别取BC,AD的中点为M,N.连结PN交EF于点Q,连结MQ.

因为E,F,N分别是PD,PA,AD的中点,所以Q为EF中点,

在平行四边形BCEF中,MQ∥CE.

由△PAD为等腰直角三角形得

PN⊥AD.

由DC⊥AD,N是AD的中点得

BN⊥AD.

所以 AD⊥平面PBN,

由BC∥AD得 BC⊥平面PBN,

那么,平面PBC⊥平面PBN.

过点Q作PB的垂线,垂足为H,连结MH.

MH是MQ在平面PBC上的射影,所以∠QMH是直线CE与平面PBC所成的角.

设CD=1.

在△PCD中,由PC=2,CD=1,PD=得CE=,

在△PBN中,由PN=BN=1,PB=得QH=,

在Rt△MQH中,QH=,MQ=,

所以sin∠QMH=,

所以,直线CE与平面PBC所成角的正弦值是.

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