(2014?雅安三模)如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AC⊥AD.底面ABCD为梯形,AB∥DC,AB⊥BC,PA=AB
(2014?雅安三模)如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AC⊥AD.底面ABCD为梯形,AB∥DC,AB⊥BC,PA=AB=BC=3,点E在棱PB上,且PE...
(2014?雅安三模)如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AC⊥AD.底面ABCD为梯形,AB∥DC,AB⊥BC,PA=AB=BC=3,点E在棱PB上,且PE=2EB.(Ⅰ)求证:平面PAB⊥平面PCB;(Ⅱ)求证:PD∥平面EAC;(Ⅲ)求平面AEC和平面PBC所成锐二面角的余弦值.
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(Ⅰ)证明:∵PA⊥底面ABCD,BC?底面ABCD,
∴PA⊥BC.
又AB⊥BC,PA∩AB=A,
∴BC⊥平面PAB.
又BC?平面PCB,∴平面PAB⊥平面PCB.…(4分)
(Ⅱ)证明:∵PC⊥AD,
∴在梯形ABCD中,由AB⊥BC,AB=BC,得∠BAC=
,
∴∠DCA=∠BAC=
,
又AC⊥AD,
故△DAC为等腰直角三角形,
∴DC=
AC=
(
AB)=2AB.
连接BD,交AC于点M,则
=
=2.
连接EM,在△BPD中,
=
=2,∴PD∥EM,
又PD?/平面EAC,EM?平面EAC,
∴PD∥平面EAC.…(8分)
(Ⅲ)解:以A为坐标原点,AB,AP所在直线分别为y轴,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.则A(0,0,0),B(0,3,0),C(3,3,0),P(0,0,3),E(0,2,1)
设
=(x,y,1)为平面AEC的一个法向量,则
⊥
∴PA⊥BC.
又AB⊥BC,PA∩AB=A,
∴BC⊥平面PAB.
又BC?平面PCB,∴平面PAB⊥平面PCB.…(4分)
(Ⅱ)证明:∵PC⊥AD,
∴在梯形ABCD中,由AB⊥BC,AB=BC,得∠BAC=
π |
4 |
∴∠DCA=∠BAC=
π |
4 |
又AC⊥AD,
故△DAC为等腰直角三角形,
∴DC=
2 |
2 |
2 |
连接BD,交AC于点M,则
DM |
MB |
DC |
AB |
连接EM,在△BPD中,
PE |
EB |
DM |
MB |
又PD?/平面EAC,EM?平面EAC,
∴PD∥平面EAC.…(8分)
(Ⅲ)解:以A为坐标原点,AB,AP所在直线分别为y轴,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.则A(0,0,0),B(0,3,0),C(3,3,0),P(0,0,3),E(0,2,1)
设
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