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  • 如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四邊形ABCD為正方形,AB=4,PA=3,A點(diǎn)在PD上的射影為G點(diǎn),E點(diǎn)在AB上,平面PEC⊥平面PDC. (Ⅰ)求證:AG∥平面PEC;(Ⅱ)求AE的長(zhǎng);(Ⅲ)求二面角E-PC-A

    如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四邊形ABCD為正方形,AB=4,PA=3,A點(diǎn)在PD上的射影為G點(diǎn),E點(diǎn)在AB上,平面PEC⊥平面PDC.

    (Ⅰ)求證:AG∥平面PEC;
    (Ⅱ)求AE的長(zhǎng);
    (Ⅲ)求二面角E-PC-A的正弦值.
    數(shù)學(xué)人氣:100 ℃時(shí)間:2019-12-20 14:55:51
    優(yōu)質(zhì)解答
    (Ⅰ)證明:∵CD⊥AD,CD⊥PA
    ∴CD⊥平面PAD∴CD⊥AG,
    又PD⊥AG
    ∴AG⊥平面PCD           …(2分)
    作EF⊥PC于F,因面PEC⊥面PCD
    ∴EF⊥平面PCD∴EF∥AG
    又AG?面PEC,EF?面PEC,
    ∴AG∥平面PEC     …(4分)
    (Ⅱ)由(Ⅰ)知A、E、F、G四點(diǎn)共面,又AE∥CD∴AE∥平面PCD
    ∴AE∥GF∴四邊形AEFG為平行四邊形,∴AE=GF       …(5分)
    ∵PA=3,AB=4∴PD=5,AG=
    12
    5

    又PA2=PG?PD∴PG=
    9
    5
    …(6分)
    GF
    CD
    =
    PG
    PD
    GF=
    9
    5
    ×4
    5
    =
    36
    25
    AE=
    36
    25
    …(8分)
    (Ⅲ)過E作EO⊥AC于O點(diǎn),易知EO⊥平面PAC,
    又EF⊥PC,∴OF⊥PC∴∠EFO即為二面角E-PC-A的平面角  …(10分)EO=AE?sin45°=
    36
    25
    ×
    2
    2
    =
    18
    2
    25
    ,又EF=AG=
    12
    5

    sin∠EFO=
    EO
    EF
    =
    18
    2
    25
    ×
    5
    12
    =
    3
    2
    10
    …(13分)
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