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如图四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的菱形,且∠BAD=60°,PA⊥平面AB...

如图四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的菱形,且∠BAD=60°,PA⊥平面ABCD,设E为BC的中点,二面角P-DE-A为45°.
(1 ) 求点A到平面PDE的距离;
(2 ) 在PA上确定一点F,使BF∥平面PDE;
(3 ) 求平面PDE与平面PAB所成的不大于直二面角的二面角的大小(用反三角函数表示).

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(1)要想求点到面的距离,必须过点找到底面的垂线,即AH⊥面PDE,那么AH为点A到平面PDE的距离,然后再求线段的长度即可;(2)根据线面平行的判定定理可知,只有在面内找到一条线与已知直线平行,即BF∥EH,线线平行从而达到线面平行的目的;(3)根据定义先作出二面角的平面角,即∠AOH为平面PDE与平面PAB二面角的平面角,然后解三角形即可得到角的大小. 【解析】 由题意知 (1)∵DE为正△BCD的中线 ∴DE⊥BC ∵AD∥BC ∴DE⊥AD, 又∵PA⊥平面ABCD且DE⊆面ABCD ∴DE⊥PD 即∠PDA为二面角P-DE-A的平面角 又∵∠PDA=45°且PA=AD ∴△PAD为等腰直角三角形  作AH⊥PD于H,则DE⊥AH ∴AH⊥平面PDE 又∵PA=AD=2 ∴AH= 即点A到平面PDE的距离为.   (2)取PA的中点为F,连接BF,HF ∵F,H分别是PA,PD的中点 ∴在△PAD内,HF∥AD且HF= 又∵EB∥AD且EB= ∴EB∥HF且EB=HF ∴四边形FHEB为平行四边形 ∴BF∥EH且EH⊆面PDE ∴BF∥平面PDE. (3)设AB∩DE=M,连PM,作HO⊥PM于O,连AO ∵AH⊥面PDM,且PM⊆面PDM ∴AH⊥PM 又∵HO⊥PM ∴PM⊥面AOH,且AO⊆面AOH ∴PM⊥AO ∴∠AOH为所求二面角的平面角, ∵AO= ∴ 即 故平面PDE与平面PAB所成的不大于直二面角的二面角的大小.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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