如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是∠DAB=60°,且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.(1)若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD;(2)求二面角A-B

题目简介

如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是∠DAB=60°,且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.(1)若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD;(2)求二面角A-B

题目详情

如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是∠DAB=60°,且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.
(1)若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD;
(2)求二面角A-BC-P的大小.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)证明:
∵△PAD为正三角形,G为AD边的中点,∴PG⊥AD,
∵平面PAD垂直于底面ABCD,∴PG⊥底面ABCD,∴PG⊥BG
在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=a
BG2=a2+class="stub"1
4
a2-2a•class="stub"1
2
a•cos60°=class="stub"3
4
a2

∴△ABG为直角三角形,
且BG⊥AG,PG∩AD=G,∴BG⊥平面PAD
(2)由(1)知PG⊥底面ABCD,BG⊥AD,ADBC,
∴BG⊥BC,PB⊥BC,
∴∠PBG是二面角A-BC-P的平面角,
PG=
3
2
a,BG=
3
2
a
,∴tan∠PBG=1,∴∠PBG=class="stub"π
4

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