求高手做一道高中数学立体几何题

作者&投稿:菜种 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
求高手做一道高中数学立体几何题~

连接AC,AC和DB一定交于点F
EF是三角形ACP中位线
EF//AP
即EF//平面PAD
2)取AD中点M,连接PM
面PAD垂直于面ABCD,AP=PD
PM垂直于面ABCD
AD垂直于AB
所以AP垂直于AB
AB垂直于面PAD
所以AB垂直于PD.因AP垂直于PD
PD垂直于平面PAB
PD属于平面PDC
即平面PAB垂直于平PDC
3)AD=根号2PA=根号2PD
DB^2=2AD^2=4PD^2
PB^2=AP^2+AB^2=PD^2+4PD^2=5PD^2
PD^2+DB^2=5PD^2,PB^2=5PD^2
PD^2+DB^2=PB^2
三角形PBD是直角三角形
PD垂直于DB
由三垂线定理得,PD垂直于DC
<CDB就是所求二面角
在RT三角形BCD中
cos<CDB=DC/DB=根号2/2
根号2/2等于1/3
所以在线段AB上找不到使二面角C-PD-G的余弦值为1/3

我只讲方法,你自己操作。
1、选建立直角坐标系,以BA为轴,BC为Y轴,过B点作平面BAC的垂线BH为z轴。
则B(0,0,0)A(2,0,0)C(0,2,0)
因为∠PAB=45°
所以PA=2 于是P(2,0,2) D(1,1,0) E(1,0,0) F(0,1,0)
于是求出向量EF、PD,再证明EF*PD=0
2、求出平面EPF的法向量m,求出平面BPF的法向量n,
求出m,n的夹角的正切值,就是二面角E-PF-B的正切值,注意二面角的正负号。
你试试吧!

解:
1、在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1∥BB1
则∠B1BC或其补角即为所求
在△ABC中,AB⊥且=AC,则BC=2*2½
同理,B1C1=2*2½
在△A1BC1中,A1B=A1C1=2,又A1B⊥面ABC
则BC1=2*2½
在△ABA1中,AB⊥且=A1B
则AA1=2*2½
则在三棱柱ABC-A1B1C1中
AA1=BB1=CC1=2*2½
在四边形BCC1B1中
∵BB1=CC1=2*2½=BC=B1C1
∴四边形BCC1B1为菱形
且对角线BC1=2*2½=BB1=B1C
∴∠B1BC=120°>90°,即AA1与BC所成角度大小是60°
2、连接BC1
∵A1B⊥面ABC
∴A1B⊥AB
∵AB⊥AC,AC∥A1C1
∴AB⊥A1C1
∵A1C1交A1B于A1
∴AB⊥面A1BC1
在△A1B1C1中,过P作PM∥A1C1,交A1B1于M
在面ABB1A1中,延长AB,过M作MN∥A1B,交AB延长线于N.连接PN
∵PM∥A1C1,MN∥A1B,PM交MN于M,AB⊥面A1BC1
∴AB⊥面PMN
∴∠MNP即为二面角P-AB-A1的平面角
且A1B⊥面A1B1C1,MN∥A1B
则MN⊥面A1B1C1
∴三角形PMN为直角三角形,∠NMP=90°
当cos∠MNP=(2/5)*5½,且MN∥且=A1B=2
则PM=1
∵2PM∥且=A1C1
∴P为B1C1中点
即当P在B1C1中点时,二面角P-AB-A1的余弦值为(2/5)*5½


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