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  • 如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形,且PA⊥平面ABCD,AP=AB=2,BC=2倍根號(hào)2,E,F分別為AD,PC的中點(diǎn).

    如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形,且PA⊥平面ABCD,AP=AB=2,BC=2倍根號(hào)2,E,F分別為AD,PC的中點(diǎn).
    求證:PC⊥面BEF.求平面BEF與平面BAP夾角的大小.
    數(shù)學(xué)人氣:595 ℃時(shí)間:2019-08-20 09:56:12
    優(yōu)質(zhì)解答
    ∵PA⊥平面ABCD,AB是斜線PB的射影,
    BC⊥AB,
    ∴根據(jù)三垂線定理,BC⊥PB,
    ∴△PBC是RT△,
    ∵F是RT△PBC斜邊的中點(diǎn),
    ∴BF=PC/2,
    根據(jù)勾股定理.PC^2=PA^2+AC^2,
    AC^2=AB^2+BC^2,
    AC=2√3,
    PC=4,
    BF=2,
    ∵PA=PB=2,PA⊥PB,
    ∴△PAB是等腰RT△,
    PB=√2AB=2√2,
    PB=BC=2√2,
    ∴△PBC是等腰RT△,
    BF⊥PC,
    PE=√6,CE=√6,
    PE=CE,
    ∴△PEC是等腰△,
    ∵F是PC中點(diǎn),
    ∴EF⊥PC,(等腰△三線合一),
    ∵EF∩BF=F,
    ∴PC⊥平面BEF.
    2、設(shè)底對(duì)角線AC∩BD=O,
    連結(jié)FO和EO,延長EO交BC于M,連結(jié)FM,
    ∵FO是△PAC的中位線,
    ∴EF//PA,
    ∴EF⊥平面ABCD,
    ∵EM//AB,
    PA∩AB=A,
    EO∩EM=O,
    ∴平面PAB//平面EFM,
    ∴平面EFM和平面EFB所成二面角就是平面BEF與平面BAP夾角,
    ∵BM⊥EM,BM⊥FO,
    ∴BM⊥平面EFM,
    △EFM是△EFB在平面EFM上的投影,
    設(shè)二面角B-EF-M的平面角為θ,
    S△EFM=S△BEF*cosθ,
    EF=√(PE^2-PF^2)=√(6-4)=√2,
    ∵EF^2+BF^2=BE^2=6,
    ∴△BEF是RT△,
    S△EFB=EF*BF/2=√2*2/2=√2,
    S△EMF=EM*FO/2=2*1/2=1,
    ∴cosθ=1/√2=√2/2,
    θ=45°,
    ∴平面BEF與平面BAP夾角為45度.
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