如图四棱锥P_ABCD中,底面ABCD为平行四边形,PG垂直平面ABCD
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GB=CG=2,
取PB中点Q,连结EQ,<BGC=90°,BG=CG=2,三角形BGC是等腰直角三角形,BC=2√2,E是BC中点,EG=√2,,PC=√(PG^2+CG^2)=2√5,EQ是三角形PBC中位线,EQ‖PC,EQ与GE的成角就是PC与GE的成角,EQ=PC/2=√5,,PB=√(PG^2+BG^2)= 2√5,QG=PB/2=√5,(三角形PBG是直角三角形,斜边中线是斜边的一半),在三角形EQG中根据余弦定理,QG^2=EQ^2+EG^2-2*EQ*EGcos<QEG,
cos<QEG=√10/10,<QEG=arcos (√10/10), 异面直线GE与PC所成的角arcos (√10/10)
(2、) PG⊥平面ABCD,PG是棱锥P-BGD的高,AG/DG=1/3,4AG=BC=2√2,AG=√2/2,
DG=3√2/2,S△BDG=GD*GE/2=(3√2/2)* √2/2=3/2,V棱锥P-AGD=S△BDG*PG/3=2,设D至平面PBG距离为d,则d是棱锥D-PBG的高, S△PBG=PG*BG/2=4*2/2=4,V棱锥D-PBG= S△PBG*h/3=4h/3, V棱锥P-AGD= V棱锥D-PBG,4h/3=2,h=3/2.,点D到平面PBG的距离是3/2。
(3、)从F点作FH⊥CG,交CG于H,连结DH,DF⊥CG,FH⊥CG,CG⊥平面FHD,DH⊥GH,FH‖PG,PF/CF=GH/HC,在三角形GDH中,<DGH=45°,
GH=√2/2*GD=√2/2*3√2/2=3/2,CH=CG-GH=2-3/2=1/2,GH/CH=(3/2)/(1/2)=3
PF/CF=3.
2、(1)取EF中点M,连结GM、CM,CF=CE,GF=GE,△GFE是等腰△,GM⊥FE,根据三垂线定理,CM⊥FE,CE=√(BC^2+BE^2)=2√5,GE=√(CG^2+EC^2)=2√6,BD=4√2,EF=BD/2=2√2,ME=√2,GM=√(GE^2-ME^2)= √22,sin<GMC=CG/MG=2/√22= √22/11,
<GMC=arcsin(√22/11),<GMC是平面EFG与平面ABCD所成的二面角是arcsin(√22/11)。
(2)连结BE,三角形BFE面积=BE*AF/2=2*2/2=2,
棱锥G-BEF体积=S△BEF*CG/3=2*2/3=4/3,设B点至平面EFG的距离为d,
S△GEF=GM*EF/2=√22*2√2/2=2√11,棱锥B-EFG体积= S△GEF*h/3=2√11*h/3=棱锥G-BEF体积=4/3, h=2√11/11,点B到平面EFG的距离是2√11/11。
取PB中点Q,连结EQ,<BGC=90°,BG=CG=2,三角形BGC是等腰直角三角形,BC=2√2,E是BC中点,EG=√2,,PC=√(PG^2+CG^2)=2√5,EQ是三角形PBC中位线,EQ‖PC,EQ与GE的成角就是PC与GE的成角,EQ=PC/2=√5,,PB=√(PG^2+BG^2)= 2√5,QG=PB/2=√5,(三角形PBG是直角三角形,斜边中线是斜边的一半),在三角形EQG中根据余弦定理,QG^2=EQ^2+EG^2-2*EQ*EGcos<QEG,
cos<QEG=√10/10,<QEG=arcos (√10/10), 异面直线GE与PC所成的角arcos (√10/10)
(2、) PG⊥平面ABCD,PG是棱锥P-BGD的高,AG/DG=1/3,4AG=BC=2√2,AG=√2/2,
DG=3√2/2,S△BDG=GD*GE/2=(3√2/2)* √2/2=3/2,V棱锥P-AGD=S△BDG*PG/3=2,设D至平面PBG距离为d,则d是棱锥D-PBG的高, S△PBG=PG*BG/2=4*2/2=4,V棱锥D-PBG= S△PBG*h/3=4h/3, V棱锥P-AGD= V棱锥D-PBG,4h/3=2,h=3/2.,点D到平面PBG的距离是3/2。
(3、)从F点作FH⊥CG,交CG于H,连结DH,DF⊥CG,FH⊥CG,CG⊥平面FHD,DH⊥GH,FH‖PG,PF/CF=GH/HC,在三角形GDH中,<DGH=45°,
GH=√2/2*GD=√2/2*3√2/2=3/2,CH=CG-GH=2-3/2=1/2,GH/CH=(3/2)/(1/2)=3
PF/CF=3.
2、(1)取EF中点M,连结GM、CM,CF=CE,GF=GE,△GFE是等腰△,GM⊥FE,根据三垂线定理,CM⊥FE,CE=√(BC^2+BE^2)=2√5,GE=√(CG^2+EC^2)=2√6,BD=4√2,EF=BD/2=2√2,ME=√2,GM=√(GE^2-ME^2)= √22,sin<GMC=CG/MG=2/√22= √22/11,
<GMC=arcsin(√22/11),<GMC是平面EFG与平面ABCD所成的二面角是arcsin(√22/11)。
(2)连结BE,三角形BFE面积=BE*AF/2=2*2/2=2,
棱锥G-BEF体积=S△BEF*CG/3=2*2/3=4/3,设B点至平面EFG的距离为d,
S△GEF=GM*EF/2=√22*2√2/2=2√11,棱锥B-EFG体积= S△GEF*h/3=2√11*h/3=棱锥G-BEF体积=4/3, h=2√11/11,点B到平面EFG的距离是2√11/11。
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