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如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=4.E是PD的中点,
(1)求二面角E-AC-D的余弦值;
(2)求直线CD与平面AEC所成角的正弦值.
以A为原点,AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,4,0),D(0,4,0),
E(0,2,1),P(0,0,2).
AB
=(2,0,0),
AD
=(0,4,0),
AP
=(0,0,2),
CD
=(-2,0,0),
AE
=(0,2,1),
AC
=(2,4,0).

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(1)设平面AEC的法向量
n
=(x,y,z),令z=1,则
n
=(x,y,1).
n
AE
=0
n
AC
=0
2y+1=0
2x+4y=0
,解得
x=1
Y=-
1
2
n
=(1,-
1
2
,1).
平面ABC的法向量
AP
=(0,0,2).
cos
n
AP>
=
n
AP
|
n
|•|
AP
|
=
2
3
2
×2
=
2
3

所以二面角E-AC-D所成平面角的余弦值是
2
3

(2)因为平面ABC的法向量是
n
=(1,-
1
2
,1),而
CD
=(-2,0,0).
所以cosθ=
n
CD
|
n
|•|
CD
|
=
-2
3
2
×2
=-
2
3

直线CD与平面AEC的正弦值
2
3
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

(2012•惠州模拟)如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=2,E是PD的中点.
(1)求证:平面PDC⊥平面PAD;
(2)求二面角E-AC-D所成平面角的余弦值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,PA=AB=2,BC=4.
(Ⅰ)求证:平面PDC⊥平面PAD;
(Ⅱ)在BC边上是否存在一点M,使得D点到平面PAM的距离为2,若存在,求BM的值,若不存在,请说明理由.

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(2010•通州区一模)如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,E、F分别是PC、PD的中点,求证:
(Ⅰ)EF∥平面PAB;
(Ⅱ)平面PAD⊥平面PDC.

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如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=4,E是PD的中点
(1)求证:平面PDC⊥平面PAD;
(2)求三棱锥P-AEC的体积.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥面ABCD,PA=AB=1,BC=2.
(1)若E为PD的中点,求异面直线AE与PC所成角的余弦值;
(2)在BC上是否存在一点G,使得D到平面PAG的距离为1?若存在,求出BG;若不存在,请说明理由.

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