如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA=AB=2,BC=a,又侧棱PA⊥底面ABCD.(1)当a为何值时,B
如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA=AB=2,BC=a,又侧棱PA⊥底面ABCD.(1)当a为何值时,BD⊥平面PAC?试证明你的结论.(2)当a...
如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA=AB=2,BC=a,又侧棱PA⊥底面ABCD.(1)当a为何值时,BD⊥平面PAC?试证明你的结论.(2)当a=4时,求D点到平面PBC的距离.(3)当a=4时,求直线PD与平面PBC所成的角.
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解:以A为坐标原点,AD、AB、AP所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
(1)当a=2时,BD⊥AC,又PA⊥BD,所以BD⊥平面PAC.故a=2.
(2)当a=4时,D(4,0,0)、B(0,2,0)、C(4,2,0)、P(0,0,2),
则
=(0,2,-2),
=(4,0,0),
=(0,2,0).
设平面PBC的法向量
=(x,y,z),则
?
=0,
?
=0,
即(x,y,z)?(0,2,-2)=0,(x,y,z)?(4,0,0)=0,
得x=0,y=z,不妨取y=1,故
(1)当a=2时,BD⊥AC,又PA⊥BD,所以BD⊥平面PAC.故a=2.
(2)当a=4时,D(4,0,0)、B(0,2,0)、C(4,2,0)、P(0,0,2),
则
PB |
BC |
DC |
设平面PBC的法向量
n |
n |
PB |
n |
BC |
即(x,y,z)?(0,2,-2)=0,(x,y,z)?(4,0,0)=0,
得x=0,y=z,不妨取y=1,故
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