已知四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的正方形,PD⊥面ABCD,PD=2,E,F分别为BC,AD的中点,

已知四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的正方形,PD⊥面ABCD,PD=2,E,F分别为BC,AD的中点,
(Ⅰ)求直线DE与面PBC所成角的正弦值;
(Ⅱ)求二面角P-BF-D的正切值.
xiaoyu20071 1年前 已收到1个回答 举报

欲与你好 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)取PC的中点N,连接DN,EN,由题意可得:PD⊥BC,所以得到BC⊥面PDC,即面PBC⊥面PDC,所以DN⊥面PBC,所以∠DEN为直线DE与面PBC所成的角,再结合解三角形的有关知识求出答案.
(Ⅱ)过D作DM⊥BF,交BF的延长线于M,连接PM,结合题意可得:∠PMD为二面角P-BF-D的平面角,再利用解三角形的有关知识求出二面角的正切值即可.

(Ⅰ)取PC的中点N,连接DN,EN,
∵PD⊥面ABCD,
∴PD⊥BC,
又由题意有BC⊥DC,
∴BC⊥面PDC,
∴面PBC⊥面PDC,
又PD=DC可得DN⊥PC,
∴DN⊥面PBC,
所以∠DEN为直线DE与面PBC所成的角,…(4分)
由题意DN=
2,DE=
5,
所以sin∠DEN=

2

5=

10
5.…(7分)
(Ⅱ)过D作DM⊥BF,交BF的延长线于M,连接PM,
∵PD⊥面ABCD,所以PM在面ABCD内的射影为DM,
∴PM⊥BF,
所以∠PMD为二面角P-BF-D的平面角…(10分)
由Rt△DMF与Rt△BAF相似,
所以
DM
AB=
DF
BF⇒DM=
2

5
所以tan∠PMD=
PD
DM=
5…(13分)

点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面所成的角.

考点点评: 本题主要考查线面角与面面角,解决此类问题的关键是熟练掌握几何体的结构特征,利用有关的定理找到所求的角,再利用解三角形的知识解决问题即可.

1年前

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