(2011?普宁市模拟)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=2,∠BAD=60°,E、F分别
(2011?普宁市模拟)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=2,∠BAD=60°,E、F分别为BC、PA的中点.(Ⅰ)求证:ED...
(2011?普宁市模拟)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=2,∠BAD=60°,E、F分别为BC、PA的中点.(Ⅰ)求证:ED⊥平面PAD;(Ⅱ)求三棱锥P-DEF的体积;(Ⅲ)求平面PAD与平面PBC所成的锐二面角大小的余弦值.
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证明:(I)连接BD,由已知得BD=2,
在正三角形BCD中,BE=EC,∴DE⊥BC,又AD∥BC,∴DE⊥AD…(2分)
又PD⊥平面ABCD,∴PD⊥DE,…(3分)
AD∩PD=D,∴DE⊥平面PAD. …(4分)
(Ⅱ)∵S△PDF=
?S△PDA=
×
×22=1,
且DE=
,…(5分)
∴VP-DEF=VE-PDF=
?S△PDF?DE=
×1×
=
…(8分)
(Ⅲ):如图建立空间直角坐标系D-AEP,
则由(I)知平面PAD的一个法向量为
=(0,1,0)∵B(1,
,0),C(-1,
,0),P(0,0,2),∴
=(2,0,0),
=(1,
在正三角形BCD中,BE=EC,∴DE⊥BC,又AD∥BC,∴DE⊥AD…(2分)
又PD⊥平面ABCD,∴PD⊥DE,…(3分)
AD∩PD=D,∴DE⊥平面PAD. …(4分)
(Ⅱ)∵S△PDF=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
且DE=
3 |
∴VP-DEF=VE-PDF=
1 |
3 |
1 |
3 |
3 |
| ||
3 |
(Ⅲ):如图建立空间直角坐标系D-AEP,
则由(I)知平面PAD的一个法向量为
n1 |
3 |
3 |
CB |
PB |
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