如图,棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=2,BD=.(1)求证:BD⊥平面PAC;(2)求二面角P﹣CD﹣B余弦值的大小;(3)求点C到平面PBD的距离.-高二数学

题目简介

如图,棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=2,BD=.(1)求证:BD⊥平面PAC;(2)求二面角P﹣CD﹣B余弦值的大小;(3)求点C到平面PBD的距离.-高二数学

题目详情

如图,棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=2,BD=
(1)求证:BD⊥平面PAC;
(2)求二面角P﹣CD﹣B余弦值的大小;
(3)求点C到平面PBD的距离.
题型:解答题难度:中档来源:陕西省期末题

答案

解:(1)建立如图所示的直角坐标系,
则A(0,0,0)、D(0,2,0)、P(0,0,2).
在Rt△BAD中,AD=2,BD=
∴AB=2.∴B(2,0,0)、C(2,2,0),

,即BD⊥AP,BD⊥AC,
又因为AP∩AC=A,∴BD⊥平面PAC.
(2)由(1)得
设平面PCD的法向量为



故平面PCD的法向量可取为
∴PA⊥平面ABCD,
为平面ABCD的法向量.
设二面角P﹣CD﹣B的大小为θ,依题意可得
(3)由(1)得
设平面PBD的法向量为
,即
∴x=y=z,故可取为

∴C到面PBD的距离为

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