如图,PA⊥平面AC,四边形ABCD是矩形,E、F分别是AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)若二面角P
如图,PA⊥平面AC,四边形ABCD是矩形,E、F分别是AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)若二面角P-CD-B为45°,AD=2,CD=3,求点F到平...
如图,PA⊥平面AC,四边形ABCD是矩形,E、F分别是AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)若二面角P-CD-B为45°,AD=2,CD=3,求点F到平面PCE的距离;(3)在(2)的条件下,求PC与底面所成角的余弦值.
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证明:(1)取PC中点M,连结ME、MF,
则MF∥CD,MF=
CD.
又AE∥CD,AE=
CD,
∴AE∥MF且AE=MF.
∴四边形AFME是平行四边形.
∴AF∥EM.
∵AF?平面PCE,EM?平面PCE,
∴AF∥平面PCE.
(2)解:以A为坐标原点,分别以AE、AD、AP所在直线为x、y、z轴建立坐标系.
∵PA⊥平面AC,CD?平面AC
∴PA⊥CD
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A,PA,AD?平面PAD
∴CD⊥平面PAD
又∵PD?平面PAD
∴CD⊥PD.
∴∠PDA是二面角P-CD-B的平面角,即∠PDA=45°.
∴A(0,0,0)、P(0,0,2)、D(0,2,0)、F(0,1,1)、E(
,0,0)、C(3,2,0).
设平面PCE的法向量为
=(x,y,z),
则
⊥
,
⊥
,而
=(-
,0,2),
则MF∥CD,MF=
1 |
2 |
又AE∥CD,AE=
1 |
2 |
∴AE∥MF且AE=MF.
∴四边形AFME是平行四边形.
∴AF∥EM.
∵AF?平面PCE,EM?平面PCE,
∴AF∥平面PCE.
(2)解:以A为坐标原点,分别以AE、AD、AP所在直线为x、y、z轴建立坐标系.
∵PA⊥平面AC,CD?平面AC
∴PA⊥CD
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A,PA,AD?平面PAD
∴CD⊥平面PAD
又∵PD?平面PAD
∴CD⊥PD.
∴∠PDA是二面角P-CD-B的平面角,即∠PDA=45°.
∴A(0,0,0)、P(0,0,2)、D(0,2,0)、F(0,1,1)、E(
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2 |
设平面PCE的法向量为
n |
则
n |
EP |
n |
EC |
EP |
3 |
2 |
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