作业帮 > 数学 > 作业

如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=2EC.

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/19 11:19:55
如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=2EC.
(I)求证:平面PBE⊥平面PBD;
(II)若二面角P-AB-D为45°,求直线PA与平面PBE所成角的正弦值.
(I)连接AC交BD于点F,取PB的中点N,连接EN,FN.

∵FBD为的中点,∴NF∥PD,NF=
1
2PD
又EC∥PD,EC=
1
2PD
∴四边形NFCE为平行四边形
∴NE∥FC
∵DB⊥AC,PD⊥面ABCD,AC⊂面ABCD,∴AC⊥PD,
又PD∩BD=D,∴AC⊥PBD,即FC⊥面PBD
∴NE⊥面PBD.
(Ⅱ)∵AD⊥AB,PD⊥面ABCD,∴PD⊥AB,∴AB⊥面PAD
∴AB⊥PA.∴∠PAD为二面角P-AB-D 的平面角..∴∠PAD=45°
设PD=AD=1,
取BC中点G,连接EG,可证 EG∥PA,∴直线EG与平面PBE所成角等于直线PA与平面PBE所成角. 
 设G到面PBE的距离为h,由V G-PBE=V P-EGB,得
1
3h•S△PBE=
1
3CD•S△EGB,CD=1  S△EGB=
1
8,S△PBE=

6
4,∴h=
1
2
6,EG=

2
2,
设直线EG与平面PBE所成角等于 θ,则sinθ=
h
EG=

3
6,∴直线PA与平面PBE所成角的正弦值为

3
6.