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已知在四棱锥P一ABCD中,二面角P一AD一B为60°,∠PDA=45°,∠DA...

已知在四棱锥P一ABCD中,二面角P一AD一B为60°,∠PDA=45°,∠DAB=90°,∠PAD=90°,∠ADC=135°,
(Ⅰ)求证:平面PAB⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求PD与平面ABCD所成角的正弦值;
(Ⅲ)求二面角P一CD一B的正切值.

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(Ⅰ)要证明面面垂直,要在其中一个平面内找垂直于另一个平面的垂线,由已知可知,DA⊥PA且 DA⊥AB,所以DA⊥平面PAB,从而所证两面垂直 (Ⅱ)求线面所成的角,需要先找斜线在平面内的射影,由(Ⅰ)知,过P作AB的垂线PH,就垂直于平面ABCD,故∠PDH为PD为平面ABCD所成角,再在三角形PHD中计算该角即可 (Ⅲ)要求二面角,需先找到二面角的平面角,由于PH⊥平面ABCD,故可用三垂线法作出二面角的平面角,即过H作CD的垂线,垂足为F,则∠PFH为二面角P-CD-B的平面角,再在三角形PFH中计算此角的正切值即可 【解析】 (I)证明:∵∠DAB=90°∴DA⊥AB ∵∠PAD=90°∴DA⊥PA,∵PA∩AB=A ∴DA⊥平面PAB,∵DA⊂平面ABCD ∴平面PAB⊥平面ABCD (II)∵平面PAB⊥平面ABCD,过P作PH⊥AB交于H,则PH⊥平面ABCD 连DH,则∠PDH为PD为平面ABCD所成角 ∵DA⊥AB,DA⊥PA,∴∠PAB为二面角P-AD-B的平面角,∠PAB=60° 设PA=a,则AD=a,PD=a,PH=a,∴sin∠PDH= 则PD与平面ABCD所成角的正弦值为 (III)延长CD、BA交于E,过H作HF⊥CE于F,连PF, ∵PH⊥平面ABCD,∴PF⊥CE ∴∠PFH为二面角P-CD-B的平面角 ∵∠ADC=135°,∴∠EDA=45°,则EA=AD=a,EH=, ∵∠E=45° ∴FH=EH•sin45°=, tan∠PFH=
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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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