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5月18日育才数学模拟二19题请教: 19.已知图1为四棱锥P-ABCD的三视图,其俯视图为矩形,图2为P-ABCD的直

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/22 03:20:51
5月18日育才数学模拟二19题请教: 19.已知图1为四棱锥P-ABCD的三视图,其俯视图为矩形,图2为P-ABCD的直观图,其中F为PB的中点,点E在边BC上移动,且PE⊥AF (1)求PA的长度 (2)当BE为何值时,PA与平面PDE所成角的大小为60°?
请老师帮忙详细解答,谢谢!(今天先提上,有点晚了,老师早点休息哈)
解题思路: 利用线面垂直的有关定理进行推理证明和计算。第二问,作角,转化为直角三角形内的计算。位置关系的证明是关键。
解题过程:
.已知图1为四棱锥P-ABCD的三视图,其俯视图为矩形,图2为P-ABCD的直观图,其中F为PB的中点,点E在边BC上移动,且PE⊥AF
(1)求PA的长度
(2)当BE为何值时,PA与平面PDE所成角的大小为60°?

解:(1) ∵ PA⊥平面ABCD, ∴ PA⊥BC,   又∵ AB⊥BC,
∴ BC⊥平面PAB,  ∴ BC⊥AF,    又∵ PE⊥AF,
∴ AF⊥平面PBC,  ∴ AF⊥PB,  而 F是PB的中点,
∴ PA=AB, 即 PA=1;
(2) 在底面内作AG⊥DE于G(垂足G可能在DE上,有可能在延长线上),
连接PG, ∵ PA⊥DE, ∴ DE⊥平面PAG, ∴ 平面PDE⊥平面PAG,
则 ∠APG就是直线PA与平面PDE所成的角(A在平面PDE内的射影落在PG上),
在Rt△PAG中,欲使 ∠APG=60°, ∵ PA=1, 则 AG=
(看右图 ——— 底面图)∵ AD=3, ∴ cos∠DAG=
∴ cos∠CDE=,  ∴ sin∠CDE=, tan∠CDE=
∴ CE=CD·tan∠CDE=
∴ BE=3-, 即为所求.