如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,E,F分别是AC,PB的中点.(Ⅰ)证明:EF∥平面PCD;(Ⅱ)若PA=AB,求EF与平面PAC所成角的大小.-高二数学

题目简介

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,E,F分别是AC,PB的中点.(Ⅰ)证明:EF∥平面PCD;(Ⅱ)若PA=AB,求EF与平面PAC所成角的大小.-高二数学

题目详情

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,E,F分别是AC,PB的中点.
(Ⅰ)证明:EF平面PCD;
(Ⅱ)若PA=AB,求EF与平面PAC所成角的大小.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)证明:如图,连接BD,则E是BD的中点.
又F是PB的中点,
所以EFPD.
因为EF不在平面PCD内,
所以EF平面PCD.(6分)
(Ⅱ)连接PE.
因为ABCD是正方形,
所以BD⊥AC.
又PA⊥平面ABC,
所以PA⊥BD.
因此BD⊥平面PAC.
故∠EPD是PD与平面PAC所成的角.
因为EFPD,
所以EF与平面PAC所成的角的大小等于∠EPD.
因为PA=AB=AD,∠PAD=∠BAD=90°,
所以Rt△PAD≌Rt△BAD.
因此PD=BD.
在Rt△PED中,
sin∠EPD=class="stub"ED
PD
=class="stub"1
2

∠EPD=30°.
所以EF与平面PAC所成角的大小是30°.(14分)

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