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如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为菱形,PA1平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.

(1)证明:AE⊥PD‘

(2)若H为PD上的动点,EH与平面PAD所成最大角的正切值为求二面角E-AF-C的余弦值

 

 

【答案】

(1)证明略

(2)求二面角的余弦值为

【解析】本题综合了直线与平面平行的判定、直线与平面垂直的性质和棱柱、棱锥、棱台的体积等几个知识点,属于中档题.在题中出现了探究性问题,请同学们留意在解题过程中“空间问题平面化的思路”,是立体几何常用的数学思想.

(1)四边形ABCD是一条对角线AC等于边长的菱形,从而△ABC为正三角形,BC边上的中线AE也是高线,联系BC∥AD得到AE⊥AD,再利用AD是PD在平面ABCD内的射影,从而得到AE与PD垂直.

(2)建立空间直角坐标系,然后利用空间中点线面的位置关系得到二面角的求解

 

练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

如图:已知四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,ABCD是正方形,E是PA的中点,
求证:
(1)PC∥平面EBD.
(2)平面PBC⊥平面PCD.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E、F分别是BC、PC的中点.
(1)证明:AE⊥PD;
(2)设AB=2,若H为线段PD上的动点,EH与平面PAD所成的最大角的正切值为
6
2
,求AP的长度.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为菱形,∠BCD=60°,PD⊥AD.点E是BC边上的中点.
(1)求证:AD⊥面PDE;
(2)若二面角P-AD-C的大小等于60°,且AB=4,PD=
8
3
3
;①求VP-ABED; ②求二面角P-AB-C大小.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2012•崇明县二模)如图,已知四棱锥P-ABCD的底面ABCD为正方形,PA⊥平面ABCD,E、F分别是BC,PC的中点,AB=2,AP=2.
(1)求证:BD⊥平面PAC;
(2)求二面角E-AF-C的大小.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2012•吉林二模)如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥面ABCD,且PA=AD=2,点M,N分别在PD,PC上,
PN
=
1
2
NC
,PM=MD.
(Ⅰ) 求证:PC⊥面AMN;
(Ⅱ)求二面角B-AN-M的余弦值.

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