题目内容

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=90°,平面PAD⊥底面ABCD,E为AD中点,M是棱PC的中点,PA=PD=2,BC=
1
2
AD=1,CD=
3
,求二面角E-PA-B的正切值.
考点:二面角的平面角及求法
专题:空间位置关系与距离,空间角
分析:以Q为原点、EA、EB、EP分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角E-PA-B的正切值.
解答: 解:∵PA=PD,E为AD的中点,∴PE⊥AD.
∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴PQ⊥平面ABCD.
因此,以Q为原点、EA、EB、EP分别为x轴、y轴、z轴,
建立空间直角坐标系,
如图所示
则E(0,0,0),A(1,0,0),P(0,0,
3
),B(0,
3
,0),
PA
=(1,0,-
3
),
PB
=(0,
3
,-
3
),
设平面PAB的法向量
n
=(x,y,z),
n
PA
=x-
3
z=0
n
PB
=
3
y-
3
z=0

取x=3,得
n
=(3,
3
3
),
平面EPA的法向量
m
=(0,1,0),
设二面角E-PA-B的平面角为θ,
cosθ=|cos<
n
m
>|=|
3
9+3+3
|=
5
5

∴二面角E-PA-B的正切值为
5
5
点评:本题考查二面角的正切值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.
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