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数学立体几何四棱锥P-ABCD底面是平行四边形,面PAB⊥面ABCD,PA=PB=AB= 1/ 2 AD,∠BAD=60

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/10 04:37:07
数学立体几何
四棱锥P-ABCD底面是平行四边形,面PAB⊥面ABCD,PA=PB=AB= 1/ 2 AD,∠BAD=60°,E,F分别为AD,PC的中点. (1)求证:EF∥面PAB (2)求证:EF⊥面PBD (3) 求二面角D-PA-B 的余弦值.
分析:(1)取PB的中点为M连结AM,MF,利用已知条件证明AMFE是平行四边形,即可求证EF∥面PAB
(2)利用已知条件通过直线与平面垂直的判定定理证明EF⊥面PBD
(3)通过(2),利用BD⊥平面PAB,作BN⊥PA于N,说明∠BND就是二面角D-PA-B的平面角,然后求二面角D-PA-B的余弦值.
(1)证明:取PB的中点为M连结AM,MF,因为F为PC的中点,所以FM∥.12BC,又ABCD是平行四边形,
E为AD的中点,所以AMFE是平行四边形,
所以EF∥面PAB.
(2)因为PA=PB=AB=12AD,M是PB的中点,所以AM⊥PB,∠BAD=60°,所以AB⊥BD,
因为面PAB⊥面ABCD,所以BD⊥平面PAB,所以AM⊥BD,
又PB∩BD=B,所以AM⊥面PBD.EF∥AM,
所以EF⊥面PBD.
(3)由(2)可知BD⊥平面PAB,作BN⊥PA于N,
显然N是PA的中点,连结ND,
则∠BND就是二面角D-PA-B的平面角,
设PA=PB=AB=12AD=2,所以AN=1,AD=4,BD=根号12
BN=根号3,所以ND=根号15
所以二面角D-PA-B的余弦值为:BN/DN=根号3/根号15=根号5/5