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  • 四棱錐P-ABCD中PA⊥底面ABCD,AB‖CD,AD=CD=1,∠BAD=120°,PA=根號3,∠ACB=90°BC⊥平面PAC,求二面角D-PC-A的正切值

    四棱錐P-ABCD中PA⊥底面ABCD,AB‖CD,AD=CD=1,∠BAD=120°,PA=根號3,∠ACB=90°BC⊥平面PAC,求二面角D-PC-A的正切值
    數(shù)學(xué)人氣:225 ℃時間:2020-05-06 09:34:37
    優(yōu)質(zhì)解答

    首先觀察底面圖形,AB‖CD,AD=CD=1,∠BAD=120°,

    則〈ADC=60度,△ADC是正△,

    AC=1,

    ∠ACB=90°,〈CAB=120度-60度=60度,〈B=30度,

    AB=2AC=2,BC=√3,

    PA⊥底面ABCD,故PA垂直平面ABCD上的直線,

    三角形PAB是直角三角形,根據(jù)勾股定理,PB=√7,

    三角形PCB是直角三角形PC=2,

    三角形PAD是直角三角形,PD=2,

    PA⊥平面ABCD,PA∈平面PAC,

    故平面PAC⊥平面ABCD,

    取AC的中點E,連結(jié)DE、PE,則DE⊥AC,

    則DE⊥平面PAC,(兩個平面相垂直,若一個平面內(nèi)直線垂直交線,必垂直另一個平面),

    △PEC是△PDC在平面APC上的投影,

    S△PEC=S△PAC/2=(PA*AC/2)/2=√3*1/2/2=√3/4,

    PD=PC=2,△PDC是等腰△,作PF⊥DC,DF=1/2,PF=√(PD^2-DF^2)=√15/2,

    S△PDC=CD*PF/2=1*√15/2/2=√15/4,

    設(shè)D-PC-A二面角的平面角為θ,

    則S△PCD*cosθ=S△PCE,

    (√15/4)*cosθ=√3/4,

    cosθ=1/√5,

    sinθ=√[1-(cosθ)^2]=2/√5

    tanθ=sinθ/cosθ=2.

    ∴ 二面角D-PC-A的正切值為2.

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