在正四棱锥P−ABCD中,∠APC=60°

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/13 22:46:18
在正四棱锥P−ABCD中,∠APC=60°,则二面角A−PB−C的平面角的余弦值为多少?要详细说明

过A作AE⊥PB于E,连接EC;
则可以证明,EC⊥PB
∴ ∠AEC就是二面角A−PB−C的平面角;

设ABCD的边长为a
∵ ∠APC=60°
∴ △APC是等边三角形,
即 AP=CP=AC=(√2 )a ;

在△APB中,过P作PF⊥AB于F,
则 △APF∽△BAE
∴ AE:AB = PA:PF
∴ AE = ( (√14)a )/4

在等腰△EAC中,
AE = ( (√14)a )/4
AC = (√2 )a ;

则顶角∠AEC的半角的余弦值为
((√2 )a /2): ( (√14)a )/4
=√(4/7);
其正弦值为:
√(1-4/7)
=√(3/7)

∴ 顶角∠AEC的半角的正弦值为
sin(∠AEC) = 2 ×(√(4/7))× (√(3/7))
=√(48/49)
∴ 顶角∠AEC的半角的余弦值为
cos(∠AEC) =√[1-sin(∠AEC)×sin(∠AEC)]
=√(1/49)
=1/7