Question

如圖，在四棱錐ABCD-PGFE中，底面ABCD是直角梯形，側(cè)棱垂直于底面，AB//DC，∠ABC＝45^o，DC＝1，AB＝2，PA＝1．

（Ⅰ）求PD與BC所成角的大�。�

（Ⅱ）求證：BC⊥平面PAC；

（Ⅲ）求二面角A-PC-D的大�。�

 

Answer 1

【答案】

（1）60^o

（2）根據(jù)題意，由于BC⊥AC，且有PA⊥BC，則可以根據(jù)線面垂直的判定定理來(lái)得到結(jié)論。

（3）60^o  

【解析】

試題分析：（Ⅰ）取的AB中點(diǎn)H，連接DH，易證BH//CD，且BD="CD" 1分

所以四邊形BHDC為平行四邊形，所以BC//DH

所以∠PDH為PD與BC所成角2分

因?yàn)樗倪呅�，ABCD為直角梯形，且∠ABC=45^o， 所以DA⊥AB

又因?yàn)锳B=2DC=2，所以AD=1， 因?yàn)镽t△PAD、Rt△DAH、Rt△PAH都為等腰直角三角形，所以PD=DH=PH=，故∠PDH=60^o 4分

（Ⅰ）連接CH，則四邊形ADCH為矩形， ∴AH=DC  又AB=2，∴BH=1

在Rt△BHC中，∠ABC=45^o ， ∴CH=BH=1，CB= ∴AD=CH=1，AC=

∴AC²+BC²=AB²   ∴BC⊥AC……6分 又PA平面ABCD∴PA⊥BC ……7分

∵PA∩AC=A∴BC⊥平面PAC  8分

（Ⅲ）如圖，分別以AD、AB、AP為x軸，y軸，z軸建立空間直角坐標(biāo)系，則由題設(shè)可知：

A(0，0，0)，P(0，0，1)，C(1，1，0)，D(1，0，0)，

∴=(0，0，1)，=(1，1，-1) 9分

設(shè)m=(a，b，c)為平面PAC的一個(gè)法向量， 則，即

設(shè)，則，∴m=(1，-1，0)  10分

同理設(shè)n=(x，y，z) 為平面PCD的一個(gè)法向量，求得n=(1，1，1) 11分

∴ 12分

所以二面角A-PC-D為60^o  13分

考點(diǎn)：空間角和距離的求解

點(diǎn)評(píng)：主要是考查了空間中線面角和二面角的平面角的求解，以及線面垂直的判定，屬于基礎(chǔ)題。