如图所示,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,且∠DAB=60°,AB=2,E为PC的中点,DE=2,PC=4,直线DE与平面P

2025-05-21 08:25:17
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回答1:

解答:(1)证明:连接AC,BD,相交于O,连接OE
设点D到面PAC的距离为h,则直线DE与平面PAC所成角的正弦值为sin45°=

h
DE
=
h
2
,∴h=1
∵底面ABCD为菱形,且∠DAB=60°,AB=2,∴DO=1
∴DO⊥平面PAC
∴DO⊥OE,且OE=
DE2-DO2
=1
CO=
1
2
AC=
3
,∴OE2+OC2=CE2
∴OC⊥OE
∵OC∩DO=O,∴OE⊥平面ABCD
∵OE∥PA,∴PA⊥平面ABCD;
(2)解:建立如图所示的空间直角坐标系,则O(0,0,0),A(
3
,0,0
),B(0,1,0),C(-
3
,0,0
),D(0,-1,0),P(
3
,0,2
),E(0,0,1)
设平面PDE的一个法向量为
n
=(x,y,z)
,则
n
?
PD
=0
n
?
PE
=0
,∴
3
x+y+2z=0
3
x+z=0

∴取
n
=(
3
,3,-3)

设平面PBD的一个法向量为
m
=(x′,y′,z′)
,则
m
?
PD
=0
m
?
PB
=0
,∴
3
x+y+2z=0
2y=0

∴取
m
=(2
3
,0,-3)

∴cos<
n
m
>=