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已知边长为6的正方形ABCD所在平面外一点P PD⊥平面ABCD PD=8 (1)连接PB AC 证

时间:2023-05-30 01:30:14

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已知边长为6的正方形ABCD所在平面外一点P PD⊥平面ABCD PD=8 (1)连接PB AC 证

问题补充:

已知边长为6的正方形ABCD所在平面外一点P,PD⊥平面ABCD,PD=8,

(1)连接PB、AC,证明:PB⊥AC;

(2)连接PA,求PA与平面PBD所成的角的大小;

(3)求点D到平面PAC的距离.

答案:

解:(1)证明:连接BD,在正方形ABCD中,AC⊥BD,

又PD⊥平面ABCD,所以,PD⊥AC,

所以AC⊥平面PBD,故PB⊥AC.

(2)解:因为AC⊥平面PBD,设AC与BD交于O,连接PO,则∠APO就是PA与平面PBD所成的角,

在△APO中,AO=3,AP=10

所以?sin∠APO=

∠APO=arcsin

PA与平面PBD所成的角的大小为arcsin

(3)解:连接PC,设点D到平面PAC的距离为h,

则有VD-PAC=VP-ACD,即:×S△PAC×h=×PD×AD×DC

在△PAC中,显然PO⊥AC,PO=

h=

所以点D到平面PAC的距离为

解析分析:(1)欲证PB⊥AC,只需证明AC垂直PB所在平面即可,因为PB在平面PBD中,AC垂直平面PBD中的两条相交直线PD和BD,所以问题得证.(2)欲求PA与平面PBD所成的角的大小,只需找到PA在平面PBD中的射影,PA与它的射影所成角即为所求,再放入三角形中,解三角形即可.(3)利用等体积法,点D到平面PAC的距离可以看做三棱锥D-PAC的高,三棱锥D-PAC还可把三角形DAC看做底面,PD看做高,利用两种方式求出体积,令其相等,即可求出点D到平面PAC的距离.

点评:本题主要考查了直线与直线垂直的证明,直线与平面所成角的计算,以及点到平面的距离的求法,属于立体几何的常规题.

已知边长为6的正方形ABCD所在平面外一点P PD⊥平面ABCD PD=8 (1)连接PB AC 证明:PB⊥AC;(2)连接PA 求PA与平面PBD所成的角的大小;

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