如圖,已知ABCD是矩形,PD⊥平面ABCD,PB=2,PB與平面ABCD所成的角為30°,PB與平面PCD所成的角為45°,求:
(1)PB與CD所成角的大;
(2)二面角C-PB-D的大。
分析:(1)以D為原點(diǎn),以DA,DC,DP方向,分別作x,y,z軸的正半軸建立空間直角坐標(biāo)系,分別求出PB與CD的方向向量,代入向量夾角公式,即可得到PB與CD所成角的大;
(2)分別求出平面PBC與平面PBD的法向量,代入向量夾角公式,即可得到二面角C-PB-D的大。
解答:(本小題滿(mǎn)分12分)
解:根據(jù)題意,可知PD=CD=1,BC=
2
,以D為原點(diǎn),以DA,DC,DP方向,分別作x,y,z軸的正半軸建立空間直角坐標(biāo)系:
則C(0,1,0),B(
2
,1,0),P(0,0,1).
(1)
DC
=(0,1,0),
PB
=(
2
,1,-1),cos<
DC
,
PB
>=
DC
PB
|
DC
|•|
PB
|
=
1
2

即PB與CD所成的角為60°;
(2)由
PC
=(0,1,-1),
設(shè)
m
=(x,y,z)是平面PBC的一個(gè)法向量,則
m
PC
=0,
m
PB
=0得y=z,x=0令y=z=1得
m
=(0,1,1).
同理可求得平面PBD的一個(gè)法向量為
n
=(1,-
2
,0),cos<
m
n
>=
m
n
|
m
|•|
n
|
=-
3
3
,
因?yàn)槎娼荂-PB-D為銳二面角,于是二面角C-PB-D為arccos
3
3
點(diǎn)評(píng):本題考查的知識(shí)點(diǎn)是異面直線(xiàn)及其所成的角,二面角的平面角及其求法,其中建立空間坐標(biāo)系將線(xiàn)線(xiàn)夾角及面面夾角問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為向量夾角問(wèn)題是解答本題的關(guān)鍵.解答中易忽略二面角C-PB-D為銳二面角,而錯(cuò)解為二面角C-PB-D為arccos(-
3
3
).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖,已知ABCD是邊長(zhǎng)為a的正方形,E,F(xiàn)分別是AB,AD的中點(diǎn),CG⊥面ABCD,CG=a.
(1)求證:BD∥EFG;
(2)求點(diǎn)B到面GEF的距離.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,已知ABCD是底角為30°的等腰梯形,AD=2
3
,BC=4
3
,取兩腰中點(diǎn)M、N分別交對(duì)角線(xiàn)BD、AC于G、H,則
AG
AC
=( 。

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,已知ABCD是邊長(zhǎng)為1的正方形,AF⊥平面ABCD,CE∥AF,CE=λAF(λ>1).
(Ⅰ)證明:BD⊥EF;
(Ⅱ)若AF=1,且直線(xiàn)BE與平面ACE所成角的正弦值為
3
2
10
,求λ的值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,已知ABCD是正方形,DE⊥平面ABCD,BF⊥平面ABCD,且AB=FB=2DE.
(Ⅰ)求證:平面AEC⊥平面AFC;
(Ⅱ)求直線(xiàn)EC與平面BCF所成的角;
(Ⅲ)問(wèn)在EF上是否存在一點(diǎn)M,使三棱錐M-ACF是正三棱錐?若存在,試確定M點(diǎn)的位置;若不存在,說(shuō)明理由.

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