【题目】如图,在四棱锥中P﹣ABCD,底面ABCD为边长为 的正方形,PA⊥BD.
(1)求证:PB=PD;
(2)若E,F分别为PC,AB的中点,EF⊥平面PCD,求直线PB与平面PCD所成角的大小.
【答案】
(1)解:连接AC,BD交于点O,连结PO.
∵底面ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,OB=OD.
又PA⊥BD,PA平面PAC,AC平面PAC,PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC,∵PO平面PAC,
∴BD⊥PO.
又OB=OD,
∴PB=PD.
(2)设PD的中点为Q,连接AQ,EQ,
则EQ∥CD,EQ= CD,又AF∥CD,AF= = ,
∴EQ∥AF,EQ=AF,
∴四边形AQEF为平行四边形,∴EF∥AQ,
∵EF⊥平面PCD,∴AQ⊥平面PCD,
∴AQ⊥PD,∵Q是PD的中点,
∴AP=AD= .
∵AQ⊥平面PCD,∴AQ⊥CD,
又AD⊥CD,AQ∩AD=A,
∴CD⊥平面PAD,∴CD⊥PA.
又BD⊥PA,BD∩CD=D,
∴PA⊥平面ABCD.
以A为坐标原点,以AB,AD,AP为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则B( ,0,0),P(0,0, ),A(0,0,0),Q(0, , ).
∴ =(0, , ), =( ,0,﹣ ).
∵AQ⊥平面PCD,∴ 为平面PCD的一个法向量.
∴cos< >= =﹣ .
设直线PB与平面PCD所成角为θ,
则sinθ=|cos< >|= .
∴直线PB与平面PCD所成角为 .
【解析】(1)底面ABCD为正方形,故其对角线平分且垂直,AC⊥BD,PA⊥BD,所以BD⊥面PAC,由线面垂直可得出PO⊥BD,由三线合一反推出此为等腰三角形,(2)以A为坐标原点,以AB,AD,AP为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用法向量求出直线PB与平面PCD所成角.
【考点精析】本题主要考查了空间角的异面直线所成的角的相关知识点,需要掌握已知为两异面直线,A,C与B,D分别是上的任意两点,所成的角为,则才能正确解答此题.
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【题目】已知椭圆G: 的两个焦点分别为F1和F2 , 短轴的两个端点分别为B1和B2 , 点P在椭圆G上,且满足|PB1|+|PB2|=|PF1|+|PF2|.当b变化时,给出下列三个命题: ①点P的轨迹关于y轴对称;
②存在b使得椭圆G上满足条件的点P仅有两个;
③|OP|的最小值为2,
其中,所有正确命题的序号是 .
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【题目】已知实数x,y满足不等式组 ,若目标函数z=kx+y仅在点(1,1)处取得最小值,则实数k的取值范围是 ( )
A.(﹣1,+∞)
B.(﹣∞,﹣1)
C.(1,+∞)
D.(﹣∞,1)
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【题目】如图中的三个直角三角形是一个体积为20cm3的几何体的三视图,则该几何体外接球的面积(单位:cm2)等于( )
A.55π
B.75π
C.77π
D.65π
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【题目】已知函数f(x)=log2(|x﹣1|+|x+2|﹣a).
(Ⅰ)当a=7时,求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)≥3的解集是R,求实数a的取值范围.
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【题目】已知函数f(x)=log2(3+x)﹣log2(3﹣x),
(1)求函数f(x)的定义域,并判断函数f(x)的奇偶性;
(2)已知f(sinα)=1,求α的值.
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【题目】已知点D是椭圆C: =1(a>b>0)上一点,F1 , F2分别为C的左、右焦点,|F1F2|=2 ,∠F1DF2=60°,△F1DF2的面积为
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点Q(1,0)的直线l与椭圆C相交于A,B两点,点P(4,3),记直线PA,PB的斜率分别为k1 , k2 , 当k1k2最大时,求直线l的方程.
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【题目】在△ABC所在的平面内,点P0、P满足 = , ,且对于任意实数λ,恒有 ,则( )
A.∠ABC=90°
B.∠BAC=90°
C.AC=BC
D.AB=AC
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