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已知某几何体的三视图如图所示,其中P',P'',P''分别是该几何体的一个顶点P...

已知某几何体的三视图如图所示,其中P',P'',P''分别是该几何体的一个顶点P在三个投影面上的投影,A',B',C',D'分别是另四个顶点A,B,C,D的投影.
(I)从①②两个图中选择出该几何体的直观图;
(II)求直线PA与平面PBC所成角的正弦值;
(III)设平面PAD与平面ABC的交线为l,求二面角A-l-B的大小.

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(I)观察三视图及两个直观图,易知该几何体对应的直观图是①; (II)由直观图知,此几何体中有同一点出发的三条两两垂直的射线,故可建立如图的空间坐标系,利用空间向量求线面角,由图知,平面平面PBC的一个法向量易知,求出直线PA的方向向量,由公式计算线面角即可; (III)由(II)中的空间坐标系,平面PBC的一个法向量已知,设为平面PAD的一个法向量求出,再由公式求出两个二面角的夹角; 【解析】 (I)由三视图知此几何体是一个四棱锥,且侧面PBC⊥底面ABCD,考察两个直观图,图①符合实物图的特征,故①为该几何体的直观图; (II)依题意,平面PBC⊥底面ABCD,平面PBC∩平面ABC=BC,取BC中点O连接PO,则PO⊥BC,PO⊥底面ABCD,取AD中点M,则OM⊥BC,如图建立空间坐标系O-XYZ,P(0,0,2),A(2,1,0), 又平面PBC的一个法向量为, ∴直线PA与平面PBC所成角的正弦值为.…9 分 (Ⅲ)∵D(2,-1,0),, 设为平面PAD的一个法向量,则,取   ∴二面角A-l-B的大小为45°.…13分
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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