8、证明:(1)取PD中点Q, 连EQ , AQ , 则 …1分
…………………………………………2分
………………3分
………………………5分
(2)
. …………………………10分
解:(3) …………………………………11分
.
8、如图所示, 四棱锥PABCD底面是直角梯形, 底面ABCD, E为PC的中点, PA=AD=AB=1.
(1)证明: ;
(2)证明: ;
(3)求三棱锥BPDC的体积V.
7、解法一:(Ⅰ)证明: 平面平面,平面平面,且, .
平面 , .
又 . ………4分
(Ⅱ)解:作于点,于点,连结.
平面平面, ,
根据三垂线定理得 ,
是二面角的平面角. ………….. 6分
设, .
, ,
, ………….. 8分
即二面角的大小是. ……….. 9分
(Ⅲ)解:在底面内分别过作的平行线,交于点,
连结.
则是异面直线和所成的角或其补角. ….. 11分
,
易知底面为矩形,从而,
在中,, ………….. 13分
异面直线和所成角的大小为. ………….. 14分
解法二:作于点,
平面平面,平面.
过点作的平行线,交于点.
如图,以为原点,直线分别为轴,
轴,轴,建立空间直角坐标系 . ………….. 2分
,.
………….. 4分
(Ⅰ)证明:
. 又 . ………….. 7分
(Ⅱ)解:作于点,连结.
平面, 根据三垂线定理得 ,
是二面角的平面角. ………….. 8分
在中, ,
从而, ………….. 10分
即二面角的大小是. ………….. 11分
(Ⅲ)解:,
, 异面直线和所成角的大小为.
7、如图,在三棱锥中,,,平面平面.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求二面角的大小;
(Ⅲ)求异面直线和所成角的大小.
6、
解法二:
(1)解:同解法一………………5分
(2)解:建立如图的空间直角坐标系O-xyz,
则A(-1,0,0),B(1,0,0),
则P(0,0,),C(1,2,0)
设为平面PAC的一个法向量,
则
又
令z=1,得得
又是平面ABC的一个法向量,设二面角B-AC-P的大小为,
………………10分
(2) 解:设为平面PCD的一个法向量.
则 由D(-1,2,0),可知),
可得a=0,令,则c=2.得,
设点A到平面PCD的距离为d,则
∴点A到平面PCD的距离为
6、如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为2的正方形,△PAB为等边三角形.(1)求PC与平面ABCD所成角的大小;
(2)求二面角B-AC-P的大小;
(3)求点A到平面PCD的距离.
5、方法一:(1)证明:
又平面平面ABCD
平面平面ABCD=BC,平面ABCD ……2分
在梯形ABCD中,可得
,即
在平面ABCD内的射影为AO, ……4分
(2)解:,且平面平面ABCD
∴DC⊥平面PBC 平面PBC,
∴∠PCB为二面角P-DC-B的平面角 ……6分
∵△PBC是等边三角形,∴∠PCB=60°,即二面角P-DC-B的大小为60° ……8分
(3)证明:取PB的中点N,连结CN
∵PC=BC,∴CN⊥PB ①
,且平面平面ABCD
平面PBC ……………10分
平面PAB 平面平面PAB ②
由①、②知CN⊥平面PAB
连结DM、MN,则由MN∥AB∥CD
MN=AB=CD,得四边形MNCD为平行四边形
∴CN∥DM ∴DM⊥平面PAB
∵DMÌ平面PAD 平面PAD⊥平面PAB ………………12分
方法二:取BC的中点O,因为△PBC是等边三角形,
由侧面PBC⊥底面ABCD 得PO⊥底面ABCD ……1分
以BC中点O为原点,以BC所在直线为x轴,过点O与
AB平行的直线为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系
O-xyz……2分
(1)证明:∵CD=1,则在直角梯形中,
在等边三角形PBC中,
,即 ……4分
(2)解:取PC中点N,则
平面PDC,显然,且平面ABCD
所夹角等于所求二面角的平面角 ……6分
二面角的大小为 ……8分
(3)证明:取PA的中点M,连结DM,则M的坐标为
又 ……10分
即
平面PAB,平面平面PAB.
5、如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,
AB=BC=PB=PC=2CD=2,侧面PBC⊥底面ABCD,O是BC中点,AO交BD于E.
(1)求证:PA⊥BD;
(2)求二面角P-DC-B的大小;
(3)求证:平面PAD⊥平面PAB.
4、解:(I)因为平面,
所以平面平面,
又,所以平面,
得,又
所以平面;……………4分
(II)因为,所以四边形为 菱形,
故,又为中点,知。
取中点,则平面,从而面面,
过作于,则面,
在中,,故,即到平面的距离为。
(III)过作于,连,则,
从而为二面角的平面角,
在中,,所以,在中,,
故二面角的大小为。……………12分
解法2:(I)如图,取的中点,则,因为,
所以,又平面,
以为轴建立空间坐标系,
则,,,,,
,,
,由,知,
又,从而平面;……………4分
(II)由,得。
设平面的法向量为,,,所以
,设,则
所以点到平面的距离。……………8分
(III)再设平面的法向量为,,,
所以,设,则,
故,根据法向量的方向,可知二面角的大小为。
4、已知斜三棱柱,,,在底面上的射影恰为的中点,又知。
(I)求证:平面;
(II)求到平面的距离;
(III)求二面角的大小。