满分5 > 高中数学试题 >

已知四棱锥P-ABCD,底面是边长为1的正方形,侧棱PC长为2,且PC⊥底面AB...

已知四棱锥P-ABCD,底面是边长为1的正方形,侧棱PC长为2,且PC⊥底面ABCD,E是侧棱PC上的动点.
(Ⅰ)不论点E在何位置,是否都有BD⊥AE?证明你的结论;
(Ⅱ)求点C到平面PDB的距离;
(Ⅲ)若点E为PC的中点,求二面角D-AE-B的大小.

manfen5.com 满分网
(I)连接AC,由正方形对角线互相垂直,则已知中PC⊥面ABCD,我们易得BD⊥AE,BD⊥AC,由线面垂直的判定定理得BD⊥平面PAC,再由线面垂直的性质即可得到不论点E在何位置,都有BD⊥AE. (II)点到平面的距离可以根据等体积法交线计算,即VP-BCD=VC-BPD,在换顶点求体积时应当换一个高与底面积都易求的顶点. (III)建立空间直角坐标系,分别求出两个平面的法向量再结合向量的有关运算计算出二面角的平面角的余弦值,进而求出角度. 【解析】 (Ⅰ) 不论点E在何位置,都有BD⊥AE                      …(1分) 证明:连接AC,由该四棱锥的三视图可知,该四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形 ∴BD⊥AC. ∵PC⊥底面ABCD 且BD⊂平面ABCD, ∴BD⊥PC.…(3分) 又∵AC∩PC=C, ∴BD⊥平面PAC. ∵不论点E在何位置,都有AE⊂平面PAC, ∴不论点E在何位置,都有BD⊥AE.                …(5分) (Ⅱ)由该四棱锥的三视图可知,该四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形, 侧棱PC⊥底面ABCD,且PC=2.…(7分) 设点C到平面PDB的距离为d, ∵VP-BCD=VC-BPD, ∴,, ∴,∴---------------------------(10分) (Ⅲ)以点C为坐标原点,CD所在的直线为x轴建立空间直角坐标系如图示: 则D(1,0,0),A(1,1,0),B(0,1,0),E(0,0,1), 从而 设平面ADE和平面ABE的法向量分别为 由法向量的性质可得:-a+c=0,b=0,a'=0,-b'+c'=0 令c=1,c'=-1,则a=1,b'=-1, ∴ 设二面角D-AE-B的平面角为θ,则 ∴.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
在“自选模块”考试中,某考场的每位同学都选作了一道数学题,第一小组选《不等式选讲》的有1人,选《坐标系与参数方程》的有5人;第二小组选《不等式选讲》的有2人,选《坐标系与参数方程》的有4人.现从第一、第二两小组各任选2人分析得分情况.
(1)求选出的4 人均为选《坐标系与参数方程》的概率;
(2)设ξ为选出的4个人中选《不等式选讲》的人数,求ξ的分布列和数学期望.
查看答案
设函数manfen5.com 满分网
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期;
(Ⅱ)若manfen5.com 满分网,是否存在实数m,使函数f(x)的值域恰为manfen5.com 满分网?若存在,请求出m的取值;若不存在,请说明理由.
查看答案
等差数列{an}的前n项和为Sn,且a4-a2=8,a3+a5=26.记Tn=manfen5.com 满分网,如果存在正整数M,使得对一切正整数n,Tn≤M都成立,则M的最小值是    查看答案
在平面直角坐标系中,manfen5.com 满分网分别是与x,y轴正方向同向的单位向量,平面内三点A、B、C满足manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网. 若A、B、C三点构成直角三角形,则实数m的值为    查看答案
古代“五行”学说认为:“物质分金、木、土、水、火五种属性,金克木,木克土,土克水,水克火,火克金.”将五种不同属性的物质任意排成一列,但排列中属性相克的两种物质不相邻,则这样的排列方法有    种(结果用数值表示). 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.