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1、试题题目:如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-11-13 07:30:00

试题原文

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1。
(1)证明:PC⊥AD;
(2)求二面角A-PC-D的正弦值;
(3)设E为棱PA上的点,满足异面直线BE与CD所成的角为30°,求AE的长。

  试题来源:高考真题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:二面角



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:(1)证明:由PA⊥平面ABCD,可得PA⊥AD,
又由AD⊥AC,PA∩AC=A,
故AD⊥平面PAC,
又PC?平面PAC,
所以PC⊥AD。
(2)如图,作AH⊥PC于点H,连接DH,
由PC⊥AD,PC⊥AH,
可得PC⊥平面ADH,
因此DH⊥PC,从而∠AHD为二面角A-PC-D的平面角
在RT△PAC中,PA=2,AC=1,所以AH=
由(1)知,AD⊥AH,在RT△DAH中,DH==
因此sin∠AHD==
所以二面角A-PC-D的正弦值为
(3)如图,因为∠ADC<45°,故过点B作CD的平行线必与线段AD相交,设交点为F,连接BE,EF,故∠EBF(或其补角)为异面直线BE与CD所成的角
由于BF∥CD,故∠AFB=∠ADC,
在RT△DAC中,CD=,sin=∠ADC=
故sin∠AFB=
在△AFB中,由,AB=,sin∠FAB=sin135°=
可得BF=
由余弦定理,BF2=AB2+AF2-2ABAFcos∠FAB,得出AF=
设AE=h,在RT△EAF中,EF==
在RT△BAE中,BE==
在△EBF中,因为EF<BE,从而∠EBF=30°,
由余弦定理得到,cos30°=,解得h=
即AE=
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,..”的主要目的是检查您对于考点“高中二面角”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中二面角”。


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