如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.(1)证明PA∥平面EDB;(2)证明PB⊥平面EFD;(3)求二面角
解:(1)证明:连接AC,AC交BD于O,连接EO.∵底面ABCD是正方形,∴点O是AC的中点在△PAC中,EO是中位线,∴PA∥EO 而EO平面EDB且PA平面EDB,所以,PA∥平面EDB (2)证明: ∵PD⊥底面ABCD且DC底面ABCD,∴PD⊥DC ∵PD=DC,可知△PDC是等腰直角三角形,而DE是斜边PC的中线,∴DE⊥PC.① 同样由PD⊥底面ABCD,得PD⊥BC.∵底面ABCD是正方形,有DC⊥BC,∴BC⊥平面PDC.而DE平面PDC,∴BC⊥DE.② 由①和②推得DE⊥平面PBC.而PB平面PBC,∴DE⊥PB 又EF⊥PB且DE∩EF=E,所以PB⊥平面EFD. (3)解:由(2)知,PB⊥DF,故∠EFD是二面角C﹣PB﹣D的平面角.由(2)知,DE⊥EF,PD⊥DB.设正方形ABCD的边长为a, 则,.在Rt△PDB中,.在Rt△EFD中,,∴.所以,二面角C﹣PB﹣D的大小为.
题目简介
如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.(1)证明PA∥平面EDB;(2)证明PB⊥平面EFD;(3)求二面角
题目详情
(1)证明PA∥平面EDB;
(2)证明PB⊥平面EFD;
(3)求二面角C﹣PB﹣D的大小.
答案
解:(1)证明:连接AC,AC交BD于O,连接EO.
平面EDB且PA
平面EDB,
底面ABCD,
平面PDC,
平面PBC,![]()
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.
.
,
.
.
∵底面ABCD是正方形,
∴点O是AC的中点在△PAC中,EO是中位线,
∴PA∥EO
而EO
所以,PA∥平面EDB
(2)证明: ∵PD⊥底面ABCD且DC
∴PD⊥DC
∵PD=DC,可知△PDC是等腰直角三角形,而DE是斜边PC的中线,
∴DE⊥PC.①
同样由PD⊥底面ABCD,得PD⊥BC.
∵底面ABCD是正方形,有DC⊥BC,
∴BC⊥平面PDC.而DE
∴BC⊥DE.②
由①和②推得DE⊥平面PBC.而PB
∴DE⊥PB
又EF⊥PB且DE∩EF=E,
所以PB⊥平面EFD.
(3)解:由(2)知,PB⊥DF,
故∠EFD是二面角C﹣PB﹣D的平面角.
由(2)知,DE⊥EF,PD⊥DB.
设正方形ABCD的边长为a, 则
在Rt△PDB中,
在Rt△EFD中,
∴
所以,二面角C﹣PB﹣D的大小为