如图所示,四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是边长为2的正三角形,且与底面垂直,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,E

2025-05-12 01:53:52
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回答1:

证明:连接AC交BD于O,连接EO,
∵E为PC的中点,O为AC中点
∴PA∥EO
又∵PA?平面BDE;EO?平面BDE;
∴PA∥平面BDE;
(2)取AD的中点F,连接PF,BF,
∵PA=PD,
∴PF⊥AD
又∵底面ABCD是菱形,∠BAD=60°
∴在等边三角形ABD中,BF⊥AD
又∵PF∩BF=F
∴AD⊥平面PBF,
又∵PB?平面PBF,
∴PB⊥AD;
(3)(文科)∵侧面PAD⊥平面ABCD,侧面PAD∩平面ABCD=AD
又∵PF⊥AD,
∴PF⊥平面ABCD
∴三棱锥C-PDB是一个以△BCD为底面,以PF为高的棱锥,
∴三棱锥C-PDB的体积V=

1
3
?S△BCD?PF=
1
3
?(
1
2
×2×2×sin60°)?
3
=1
(3)(理科)连接CF,
∵△ABD为正三角形,
∴BF⊥AD,
又∵侧面PAD⊥平面ABCD,侧面PAD∩平面ABCD=AD
又∵PF⊥AD,
∴PF⊥平面ABCD
∴∠PCF即为直线PC与平面ABCD所成角,
在△CDF中,CD=2,CF=1,∠CDF=120°
由余弦定理得CF=
7

在Rt△PFC中,PF=
3

∴tan∠PCF=
PF
CF
=
21
7