如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠DAB为直角,AB∥CD,AD=CD=2AB,E、F分别为PC、CD的中点.(Ⅰ)试证:AB⊥平面BEF;(Ⅱ)设PA=k·AB,若平面EBD与平面
(Ⅰ)证:由已知DF∥AB且∠DAB为直角,故ABFD是矩形,从而AB⊥BF,又PA⊥底面ABCD, 所以平面PAD⊥平面ABCD,因为AB⊥AD,故AB⊥平面PAD,所以AB⊥PD,在△PDC内,E、F分别是PC、CD的中点,EF∥PD,所以AB⊥EF,由此得AB⊥平面BEF。 (Ⅱ)以A为原点,以AB、AD、AP为OX、OY、OZ正向建立空间直角坐标系,设AB的长为1,则设平面CDB的法向量为,平面EDB的法向量为,则,∴取y=1,可得,设二面角E-BD-C的大小为θ,则,化简,得,则。
题目简介
如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠DAB为直角,AB∥CD,AD=CD=2AB,E、F分别为PC、CD的中点.(Ⅰ)试证:AB⊥平面BEF;(Ⅱ)设PA=k·AB,若平面EBD与平面
题目详情
(Ⅰ)试证:AB⊥平面BEF;
(Ⅱ)设PA=k·AB,若平面EBD与平面BDC的夹角大于45°,求k的取值范围.
答案
(Ⅰ)证:由已知DF∥AB且∠DAB为直角,故ABFD是矩形,从而AB⊥BF,![]()
,平面EDB的法向量为
,
,∴![]()
,
,
,则
。
又PA⊥底面ABCD, 所以平面PAD⊥平面ABCD,
因为AB⊥AD,
故AB⊥平面PAD,所以AB⊥PD,
在△PDC内,E、F分别是PC、CD的中点,EF∥PD,
所以AB⊥EF,由此得AB⊥平面BEF。
(Ⅱ)以A为原点,以AB、AD、AP为OX、OY、OZ正向建立空间直角坐标系,
设AB的长为1,则
设平面CDB的法向量为
则
取y=1,可得
设二面角E-BD-C的大小为θ,
则
化简,得