问题标题:
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,点E是PC的中点,作EF⊥PB于点F.(1)求证:面PBC⊥面EFD;(2)求二面角C-PB-D的正切值大小.
问题描述:
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,点E是PC的中点,作EF⊥PB于点F.
(1)求证:面PBC⊥面EFD;
(2)求二面角C-PB-D的正切值大小.
胡慕伊回答:
(1)证明:∵PD⊥底面ABCD,BC⊂底面ABCD;
∴PD⊥BC,即BC⊥PD,又BC⊥CD,PD∩CD=D;
∴BC⊥平面PCD,DE⊂平面PCD,∴BC⊥DE,即DE⊥BC;
∵PD=DC,E是PC的中点;
∴DE⊥PC,PC∩BC=C;
∴DE⊥平面PBC,PB⊂平面PBC;
∴DE⊥PB,即PB⊥DE,又PB⊥EF,DE∩EF=E;
∴PB⊥平面EFD,PB⊂平面PBC;
∴平面PBC⊥平面EFD;
(2)PB⊥平面EFD,∴PB⊥EF,PB⊥DF;
∴∠DFE是二面角C-PB-D的平面角;
由(1)知DE⊥平面PBC,EF⊂平面PBC;
∴DE⊥EF,即△DEF为Rt△;
设PD=1,则DE=22
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