已知正四棱錐P-ABCD的全面積為2,記正四棱錐的高為h.
(1)用h表示底面邊長(zhǎng),并求正四棱錐體積V的最大值;
(2)當(dāng)V取最大值時(shí),求異面直線(xiàn)AB和PD所成角的大。
(結(jié)果用反三角函數(shù)值表示)

解:(1)設(shè)底面邊長(zhǎng)為a,斜高為H,由題意a2+2aH=2,所以,(2分)
又因?yàn)?img class='latex' src='http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/226604.png' />,所以(4分)
因而,
當(dāng)且僅當(dāng)h=1時(shí),體積最大,.(8分)
此時(shí),
(2)∠PDQ即為異面直線(xiàn)AB和PD所成的角.(11分)

所以異面直線(xiàn)AB和PD所成角的大小arctan3.(14分)
分析:(1)先設(shè)底面邊長(zhǎng)為a,斜高為H,由題意a與H的關(guān)系,求得正四棱錐體積V的表達(dá)式,最后利用基本不等式求其最大值即可;
(2)先根據(jù)異面直線(xiàn)及其所成的角的定義得出∠PDQ即為異面直線(xiàn)AB和PD所成的角再在直角三角形中求出其正切值即得異面直線(xiàn)AB和PD所成角的大小.
點(diǎn)評(píng):本題是中檔題,考查直線(xiàn)與平面所成角的求法、棱柱、棱錐、棱臺(tái)的體積,考查空間想象能力,計(jì)算能力,熟練掌握基本定理、基本方法是解決本題的關(guān)鍵.
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已知正四棱錐P-ABCD,PA=2,AB=
2
,M是側(cè)棱PC的中點(diǎn),則異面直線(xiàn)PA與BM所成角為
 
精英家教網(wǎng)

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