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如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PD⊥底面ABCD,AD=PD=2,数学公式,E、F分别为CD、PB的中点.
(1)求四面体P-ABC的体积;
(2)求异面直线EF与PD所成角的大小.

解:由题意知
(1)∵PD⊥底面ABCD
∴PD是三棱锥P-ABC的高

=
即:四面体P-ABC的体积
(2)连接OF,OE
∵F、O分别是PB,DB的中点
∴在△PDB中,OF∥PD
∴∠EFO或其补角为异面直线EF与PD所成角
∵OF∥PD,PD⊥底面ABCD
∴OF⊥平面ABCD
又∵OF=1,OE=1
可知△FEO是以∠FOE为直角的等腰三角形
∴异面直线EF与PD所成角为45°.
分析:(1)因为PD⊥底面ABCD,所以PD是三棱锥P-ABC的高,以△ABC为底面,根据椎体的体积公式可以计算出四面体P-ABC的体积;
(2)平行移动直线PD,使OF∥PD,变异面为共面,构造直角三角形,在三角形EFO内求其异面直线EF与PD所成角的大小.
点评:本题主要考查椎体的体积公式,及异面直线所成角的求法,此题关键是第二问中的异面直线所成角的作法,即“平移动直线,变异面为共面”的原则.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,
E是PC的中点.求证:
(Ⅰ)CD⊥AE;
(Ⅱ)PD⊥平面ABE.

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如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,AB=AD=2CD=2,侧面PAD⊥底面ABCD,且△PAD为等腰直角三角形,∠APD=90°,M为AP的中点.
(1)求证:AD⊥PB;
(2)求三棱锥P-MBD的体积.

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如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,AB=2,BC=
2
,且侧面PAB是正三角形,平面PAB⊥平面ABCD.
(1)求证:PD⊥AC;
(2)在棱PA上是否存在一点E,使得二面角E-BD-A的大小为45°,若存在,试求
AE
AP
的值,若不存在,请说明理由.

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如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥底面ABCD,且PA=AB=1,AD=
3
,点F是PB中点.
(Ⅰ)若E为BC中点,证明:EF∥平面PAC;
(Ⅱ)若E是BC边上任一点,证明:PE⊥AF;
(Ⅲ)若BE=
3
3
,求直线PA与平面PDE所成角的正弦值.

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如图,四棱锥P-ABCD,PA⊥平面ABCD,ABCD是直角梯形,DA⊥AB,CB⊥AB,PA=2AD=BC=2,AB=2
2
,设PC与AD的夹角为θ.
(1)求点A到平面PBD的距离;
(2)求θ的大小;当平面ABCD内有一个动点Q始终满足PQ与AD的夹角为θ,求动点Q的轨迹方程.

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