(2014?湖南模拟)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PB,PD与平面ABCD所成角的正

2025-05-08 00:34:16
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回答1:

(I)∵PA⊥平面ABCD,直线AB是PB在平面ABCD内的射影
∴∠PBA是PB与平面ABCD所成的角,得Rt△PAB中,tan∠PBA=

PA
AB
=1,可得AB=AP=2
同理,∠PDA是PD与平面ABCD所成的角,得Rt△PAD中,tan∠PDA=
PA
AD
=
1
2
,可得AD=2AP=4
∵PA⊥平面ABCD,AD?平面ABCD,∴AD⊥PA
∵矩形ABCD中,AD⊥AB,且AD∩AP=A,∴AD⊥平面PAB
∵PB?平面PAB,∴AD⊥PB
又∵Rt△PAB中,AB=AP,且E为PB中点,∴PB⊥AE
∵AD、AE是平面AEFD内的相交直线,
∴PB⊥平面AEFD;       …(6分)
(II)分别以AB、AD、AP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
由(I)知AD=4、AB=2,则各点坐标分别是
A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,4,0),D(0,4,0),
P(0,0,2),
∴E(1,0,1),F(1,2,1),
EC
=(1,4,-1),
又∵AB⊥平面PAD,
∴平面PAD的一个法向量为
n
=
AB
=(2,0,0),
设直线EC与平面PAD所成的角为α,则
sinα=
|
EC
?
n
|
|
EC
|?|
n
|
=