(2010?攀枝花三模)如图所示,四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,∠ADC=∠DCB=90°,AD=1,BC=3,PC=CD=2,
(2010?攀枝花三模)如图所示,四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,∠ADC=∠DCB=90°,AD=1,BC=3,PC=CD=2,PC⊥底面ABCD,E为AB的中点....
(2010?攀枝花三模)如图所示,四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,∠ADC=∠DCB=90°,AD=1,BC=3,PC=CD=2,PC⊥底面ABCD,E为AB的中点.(Ⅰ)求证:平面PDE⊥平面PAC;(Ⅱ)求二面角C-PD-E的大小;(Ⅲ)求点B到平面PDE的距离.
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(Ⅰ)设AC与DE交点为G,延长DE交CB的延长线于点F,
则△DAE≌△FBE,∴BF=AD=1,∴CF=4,∴tan∠F=
=
,
又∵tan∠ACD=
=
,∴∠F=∠ACD,
又∵∠ACD+∠ACF=90°,∴∠F+∠ACF=90°,
∴∠CGF=90°,∴AC⊥DE
又∵PC⊥底面ABCD,∴PC⊥DE,∴DE⊥平面PAC,
∵DE?平面PDE,∴平面PDE⊥平面PAC
(Ⅱ)连接PG,过点C作CH⊥PG于H点,取PD中点I,连接CI,易知CI⊥PD
又由(Ⅰ)知平面PDE⊥平面PAC,且PG是交线,
根据面面垂直的性质,得CH⊥平面PDE,
由三垂线定理知HI⊥PD
从而∠CIH为二面角C-PD-E的平面角
在等腰Rt△PCD中,CI=
PC=
;
在Rt△DCA中,CG=
=
=
,
在Rt△PCG中,CH=
=
=
则△DAE≌△FBE,∴BF=AD=1,∴CF=4,∴tan∠F=
DC |
CF |
1 |
2 |
又∵tan∠ACD=
AD |
DC |
1 |
2 |
又∵∠ACD+∠ACF=90°,∴∠F+∠ACF=90°,
∴∠CGF=90°,∴AC⊥DE
又∵PC⊥底面ABCD,∴PC⊥DE,∴DE⊥平面PAC,
∵DE?平面PDE,∴平面PDE⊥平面PAC
(Ⅱ)连接PG,过点C作CH⊥PG于H点,取PD中点I,连接CI,易知CI⊥PD
又由(Ⅰ)知平面PDE⊥平面PAC,且PG是交线,
根据面面垂直的性质,得CH⊥平面PDE,
由三垂线定理知HI⊥PD
从而∠CIH为二面角C-PD-E的平面角
在等腰Rt△PCD中,CI=
| ||
2 |
2 |
在Rt△DCA中,CG=
CD2 |
AC |
22 | ||
|
4
| ||
5 |
在Rt△PCG中,CH=
PC?CG |
PG |
PC?CG | ||
|
2?
|