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如图,在五面体P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠BAD=60°,AB=...

如图,在五面体P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠BAD=60°,AB=4,AD=2,PB=manfen5.com 满分网,PD=manfen5.com 满分网
(1)求证:BD⊥平面PAD;
(2)若PD与底面ABCD成60°的角,试求二面角P-BC-A的大小.

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(1)证明直线与平面垂直,关键要找到两条相交直线与之都垂直.本小问利用勾股定理的逆定理可证得AD⊥BD,PD⊥BD,从而证出BD⊥平面PAD; (2)作PE⊥AD于E,证出∠PDE是PD与底面BCD所成的角,再作EF⊥BC于F,连PF,则PF⊥BC,∴∠PFE是二面角P-BC-A的平面角.在Rt△PEF中,求∠PFE. 解  (1)由已知AB=4,AD=2,∠BAD=60°, 得BD2=AD2+AB2-2AD•ABcos60°=4+16-2×2×4×=12. ∴AB2=AD2+BD2,∴△ABD是直角三角形, ∠ADB=90°,即AD⊥BD. 在△PDB中,PD=,PB=,BD=, ∴PB2=PD2+BD2,故得PD⊥BD. 又PD∩AD=D,∴BD⊥平面PAD. (2)∵BD⊥平面PAD,BD⊂平面ABCD, ∴平面PAD⊥平面ABCD. 作PE⊥AD于E,又PE⊂平面PAD,∴PE⊥平面ABCD, ∴∠PDE是PD与底面BCD所成的角,∴∠PDE=60°, ∴PE=PDsin60°=•= 作EF⊥BC于F,连PF,则PF⊥BC,∴∠PFE是二面角P-BC-A的平面角. 又EF=BD=,∴在Rt△PEF中, tan∠PFE===. 故二面角P-BC-A的大小为arctan.
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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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