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(2008•佛山一模)如图,在组合体中,ABCD-A1B1C1D1是一个长方体,P-ABCD是一个四棱锥.AB=2,BC

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/18 09:01:21
(2008•佛山一模)如图,在组合体中,ABCD-A1B1C1D1是一个长方体,P-ABCD是一个四棱锥.AB=2,BC=3,点P∈平面CC1D1D且PD=PC=
2
方法一:(Ⅰ)证明:因为PD=PC=
2,CD=AB=2,
所以△PCD为等腰直角三角形,所以PD⊥PC.                …(1分)
因为ABCD-A1B1C1D1是一个长方体,所以BC⊥面CC1D1D,
而P∈平面CC1D1D,所以PD⊂面CC1D1D,所以BC⊥PD.    (3分)
因为PD垂直于平面PBC内的两条相交直线PC和BC,
所以由线面垂直的判定定理,可得PD⊥平面PBC.…(4分)
(Ⅱ)过P点在平面CC1D1D作PE⊥CD于E,连接AE.…(5分)
因为面ABCD⊥面PCD,所以PE⊥面ABCD,
所以∠PAE就是PA与平面ABCD所成的角.…(6分)
因为PE=1,AE=
10,所以tan∠PAE=
PE
AE=
1

10=

10
10.
所以PA与平面ABCD所成的角的正切值为

10
10.…(8分)
(Ⅲ)当a=2时,PC∥平面AB1D.…(9分)
当a=2时,四边形CC1D1D是一个正方形,所以∠C1DC=45°,
而∠PDC=45°,所以∠PDC1=90°,所以C1D⊥PD.…(10分)
而PC⊥PD,C1D与PC在同一个平面内,所以PC∥C1D.…(11分)
而C1D⊂面AB1C1D,所以PC∥面AB1C1D,所以PC∥平面AB1D. …(12分)
方法二:(Ⅰ)证明:如图建立空间直角坐标系,设棱长AA1=a,则有D(0,0,a),P(0,1,a+1),B(3,2,a),C(0,2,a).  …(2分)
于是

PD=(0,−1,−1),