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  已知四棱锥P-ABCD的三视图如图所示,其中点E为棱PB的中点.(Ⅰ)求证:平面AEC⊥平面PDB;(Ⅱ)求AE与平面PDB所成的角的大小.____

  已知四棱锥P-ABCD的三视图如图所示,其中点E为棱PB的中点.

  (Ⅰ)求证:平面AEC⊥平面PDB;

  (Ⅱ)求AE与平面PDB所成的角的大小.

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1回答
2020-06-13 12:05
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廖渊

  【分析】(I)由已知中的三视图,可以判断出这是一个底面为边长是1的正方形,PD⊥底面ABCD的四棱锥,E为PB的中点,根据正方形的性质及线面垂直的性质可得AC⊥BD,PD⊥AC,结合线面垂直的判定定理,可得AC⊥平面PDB,再由面面垂直的判定定理,得到平面AEC⊥平面PDB;

  n(Ⅱ)设AC∩BD=O,连接OE,结合(I)的结论,可得∠AEO为AE与平面PDB所成角,解△AEO,即可得到AE与平面PDB所成的角的大小.

  (Ⅰ)证明:∵四边形ABCD是正方形,

  n∴AC⊥BD,

  n∵PD⊥底面ABCD,AC⊂平面ABCD,

  n∴PD⊥AC.

  n∵PD∩BD=D,且PD⊂平面PDB,BD⊂平面PDB,

  n∴AC⊥平面PDB.

  n∵AC⊂平面AEC,

  n∴平面AAEC⊥平面PDB;

  n(Ⅱ)设AC∩BD=O,连接OE,如图,

  n由(Ⅰ)知:AC⊥平面PDB于O,

  n∴∠AEO为AE与平面PDB所成角,

  n∴O,E分别为DB、PB的中点,

  n∴OE∥PD,OE=PD.

  n又∵PD⊥底面ABCD,

  n∴OE⊥底面ABCD,OE⊥AO.

  n在RtΔAOE中,OE=PD=AB=AO,

  n∴∠AOE=45°,即AE与平面PDB所成的角的大小为45°.

  【点评】本题考查的知识点是直线与平面所成的角,平面与平面垂直的判定,其中(I)的关键是熟练掌握空间直线与直线、直线与平面、平面与平面垂直的相互转化,(II)的关键是判断出∠AEO为AE与平面PDB所成角.

2020-06-13 12:07:46

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