题目内容

【题目】如图,四棱锥中,底面ABCD为平行四边形,,,底面ABCD.

Ⅰ证明:;

Ⅱ求平面PAD与平面PBC所成的锐二面角的大小.

【答案】(1)见解析(2)

【解析】

(Ⅰ)由余弦定理得 ,从而BD⊥AD,由PD⊥底面ABCD,得BD⊥PD,从而BD⊥平面PAD,由此能证明PA⊥BD.

(Ⅱ)以D为坐标原点,AD的长为单位长,射线DA为x轴的正半轴,建立空间直角坐标系D-xyz,利用向量法能法出平面PAD与平面PBC所成的锐二面角的大小.

证明:Ⅰ因为,,

由余弦定理得,从而,故BD,

又底面ABCD,可得,所以平面故

Ⅱ如图,以D为坐标原点,AD的长为单位长,

射线DA为x轴的正半轴,建立空间直角坐标系,

则,,0,,

,,0,,

平面PAD的一个法向量为1,,设平面PBC的法向量为y,,

则,取,得1,,

,故平面PAD与平面PBC所成的锐二面角的大小为

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