高考数学问题:已知PD⊥ABCD

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/23 00:11:54
高考数学问题:已知PD⊥ABCD

1,已知PD⊥ABCD,AD⊥DC,AD‖BC,PD:DC:BC=1:1:√2

(1)求PB与平面PDC所成角的大小

(2)求二面角D-PB-C的正切值

(3)若AD=1/2BC,求证:平面PAB⊥ 平面PBC

最好解析一下

1、 BC‖AD,AD⊥PD,AD⊥CD,BC⊥平面PDC,BC⊥PC,△BCP为RT△,
PD:CD:BC=1:1:√2,PD=CD,PD⊥AD,PD⊥CD,△PDC为等腰直角三角形,PC=√2CD,设CD=PD=1,PC=√2,BC=√2,△PBC为等腰直角三角形,PB=2,PC是PB在平面PBC的射影,<BPC是PB与平面PDC成角,为45度。
2、 由前所述,△BCP为等腰RT△,PB=√2 PC=2,△PDB为直角△,PD=1,<PBD=30°,BD=√(PB^2-PD^2)=√3,在PBC平面内作PE⊥PB,E为PB的中点,CE=1,在平面PDB上作EF⊥BD,则<CEF为C-PB-D二面角的平面角,且PB⊥平面CEF,CF∈平面CEF ,PB⊥CF,而CF⊥PD,
CF⊥平面PDF,CF⊥BD,△CFB为直角△,BE=PB/2=1,BF=BE*cos30°=√3/2,CF=√BC^2-BF^2=√5/2,EF=BE/2=1/2,
在三角形CEF中根据余弦定理,cos<CEF=(CE^2+EF^2-CF^2)/(2*CE*EF)=0, <CEF=90°,
C-PB-D二面角为90°(利用勾股定理也可证明其为RT三角形)。
3、AD=BC/2=√2/2,△PAD是RT△,AP=√(PD^2+AD^2)= √6/2,
在底面ABCD从A作AG⊥BC,AD=CG=BG=√2/2,△ABG为RT△,
AB=√(AG^2+BG^2)= √6/2,AB=AP,△PAB为等腰△连结AE,则AE⊥PB,<AEC为A-PB-C二面角的平面角,在直角三角形ACD中,AC=√(CD^2+AD^2)= √6/2,在三角形AEB中,BE=1,AB=√6/2,AE=√2/2,在三角形AEC中,AC=√6/2,EC=1,AE=√2/2,EC^2+AE^2=3/2,
AC^2=3/2,△AEC是rt△,<AEC=90°,A-PB-C二面角为90°,∴平面PAB⊥ 平面PBC。

(1)因为AD⊥CD,AD‖BC,所以BC⊥CD,又因为PD⊥ABCD,所以PD⊥BC
因为BC⊥CD且PD⊥BC,所以BC⊥PDC,所以BC⊥PC,所以