如圖,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD 為矩形,AB=8,AD=4數(shù)學公式,側面PAD為等邊三角形,并且與底面所成二面角為60°.
(Ⅰ)求二面角A-PB-C的大;
(Ⅱ)計算點A到面PBC的距離.

解:(Ⅰ)取AD的中點E,過E作AB的平行線交BC于F,再過P作PO垂直于面ABCD,易知PO交EF于O,則以O為原點,過O平行于EA的直線為x軸,OF所在直線為y軸,OP所在直線為z軸,建立空間直角坐標系.由已知AE=,PE=6,∠PEO=60°,得PO=3,OE=3

,
設平面PAB的法向量為,則有,即
令z=1,得
設面PBC的法向量為=(m,n,1),則有,即

的夾角θ的余弦
則根據(jù)圖形可知,所求二面角A-PB-C為鈍二面角,故大小為
(Ⅱ)點A到平面PBC的距離
分析:(Ⅰ)取AD的中點E,過E作AB的平行線交BC于F,再過P作PO垂直于面ABCD,以O為原點,過O平行于EA的直線為x軸,OF所在直線為y軸,OP所在直線為z軸,建立空間直角坐標系.從而可用坐標表示點,進而可得向量,
的坐標,分別求出平面PAB的法向量,平面PBC的法向量,利用向量的夾角θ的余弦,可求二面角A-PB-C的大。
(Ⅱ)利用點A到平面PBC的距離求解即可.
點評:本題以四棱錐為載體,考查面面角,考查點面距離,構建空間直角坐標系,利用向量的夾角公式,點面距離公式求解時解題的關鍵
練習冊系列答案
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,
E是PC的中點.求證:
(Ⅰ)CD⊥AE;
(Ⅱ)PD⊥平面ABE.

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,AB=AD=2CD=2,側面PAD⊥底面ABCD,且△PAD為等腰直角三角形,∠APD=90°,M為AP的中點.
(1)求證:AD⊥PB;
(2)求三棱錐P-MBD的體積.

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,四棱錐P-ABCD的底面ABCD是矩形,AB=2,BC=
2
,且側面PAB是正三角形,平面PAB⊥平面ABCD.
(1)求證:PD⊥AC;
(2)在棱PA上是否存在一點E,使得二面角E-BD-A的大小為45°,若存在,試求
AE
AP
的值,若不存在,請說明理由.

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為矩形,PA⊥底面ABCD,且PA=AB=1,AD=
3
,點F是PB中點.
(Ⅰ)若E為BC中點,證明:EF∥平面PAC;
(Ⅱ)若E是BC邊上任一點,證明:PE⊥AF;
(Ⅲ)若BE=
3
3
,求直線PA與平面PDE所成角的正弦值.

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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:

如圖,四棱錐P-ABCD,PA⊥平面ABCD,ABCD是直角梯形,DA⊥AB,CB⊥AB,PA=2AD=BC=2,AB=2
2
,設PC與AD的夾角為θ.
(1)求點A到平面PBD的距離;
(2)求θ的大;當平面ABCD內有一個動點Q始終滿足PQ與AD的夾角為θ,求動點Q的軌跡方程.

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