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已知ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,AD=AB=1,BC=2,...

已知ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,AD=AB=1,BC=2,PA⊥平面ABCD,
(1)若异面直线PC与BD所成的角为θ,且manfen5.com 满分网,求|PA|;
(2)在(1)的条件下,设E为PC的中点,能否在BC上找到一点F,使EF⊥CD?
(3)在(2)的条件下,求二面角B-PC-D的大小.

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(1)以A为坐标原点,AD,AB,AP方向分别为x,y,z轴正方向建立空间坐标系,设|PA|=a,我们易求出异面直线PC与BD的方向向量的坐标,根据异面直线PC与BD所成的角为θ,且,构造关于a的方程,解方程即可求出|PA|的值; (2)设F(x,1,0),我们分别求出直线EF和CD的方向向量,根据两直线垂直,两方向向量的数量积为0,构造关于x的方程,解方程求出x的值,即可找到满足条件的F点的位置. (3)分别求出EF与PC的方向向量,根据其数量积为0,可得EF⊥PC,结合EF⊥CD由线面垂直的判定定理得EF⊥平面PCD,再由面面垂直的判定定理得平面PCB⊥平面PCD,由直二面角的定义可得二面角B-PC-D的大小. 【解析】 以A为坐标原点,AD,AB,AP方向分别为x,y,z轴正方向建立空间坐标系 (1)设|PA|=a,则P(0,0,a),C(2,1,0),B(0,1,0),D(1,0,0) ∴ 由已知得:=,即5+a2=6∴a=1(a>0)即 (2)设能在BC上找到一点F,使EF⊥CD,设F(x,1,0),由(1)知P(1,0,0)∴, 则,又有,∵EF⊥CD,∴, ∴,即存在点满足要求. (3)∵ ∴EF⊥PC; ∵EF⊥CD且PC∩CD=C∴EF⊥平面PCD.EF⊂平面, 所以平面PCB⊥平面PCD,故二面角B-PC-D的大小为90°.
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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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