得所以Rt△AEO∽Rt△BAD.得∠EAO=∠ABD.
所以∠EAO+∠ADF=90° 所以 AF⊥BD.
因为 直线AF为直线PA在平面ABCD 内的身影,所以PA⊥BD.
【点晴】本小题主要考查棱锥的体积、二面角、异面直线所成的角等知识和空间想象能力、分析问题能力,解题的关键是二面角的使用。使用空间向量能降低对空间想象能力的要求,但坐标系的位置不规则,注意点坐标的表示。
二、空间角与距离
可得EO=3,AE=2,又知AD=4,AB=8,
因为 所以PA⊥BD.
法2:连结AO,延长AO交BD于点F.通过计算
所以
A(2,-3,0),B(2,5,0),D(-2,-3,0)
(Ⅱ)法1 如图,以O为原点建立空间直角坐标系.通过计算可得P(0,0,3),
四棱锥P―ABCD的体积VP―ABCD=
的平面角,由已知条件可知∠PEO=60°,PE=6,所以PO=3,
变式:如图,四棱锥P―ABCD中,底面ABCD 为矩形,AB=8,AD=4,侧面PAD为等边三角形,并且与底面所成二面角为60°.
(Ⅰ)求四棱锥P―ABCD的体积;
(Ⅱ)证明PA⊥BD.
解析:(Ⅰ)如图,取AD的中点E,
连结PE,则PE⊥AD.
作PO⊥平面在ABCD,垂足为O,连结OE.
根据三垂线定理的逆定理得OE⊥AD,
所以∠PEO为侧面PAD与底面所成的二面角
∴AE=时,二面角D1―EC―D的大小为.
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