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如图,△PAD为等边三角形,ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,AB=2,E、F、G分别为PA、BC、PD中点,P

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:2024/04/29 20:04:16
如图,△PAD为等边三角形,ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,AB=2,E、F、G分别为PA、BC、PD中点,PC与底面ABCD成450角.
(Ⅰ)求证:AG⊥EF
(Ⅱ)求二面角P-DF-A的正切
第一小问,先取AD的中点O,要证明AG垂直EF,就证明AG垂直面OEF,即证明AG垂直于面OEF任意两条边就行了,就选OF和OE.先证明AG垂直OE,在面PAD里,等边三角形,G为PD的中点,所以连接AG,所以AG垂直PD,又因为O和E分别是AD,AP的中点,根据三角形中位线定理,OE平行PD,所以AG也垂直OE.
再证明AG垂直OF,就证明OF垂直面PAD,因为面PAD垂直面ABCD,且面ABCD是矩形,OF分别是中点,所以OF平行于AB边,垂直于AD边,所以OF垂直于面APD,因为AG是面ADP上的一条线,所以OF也垂直于AG,所以AG垂直面OEF,EF是面OEF上一条线,所以AG垂直EF得证.

第二小问我再看看

第二问
求二面角P-DF-A的正切,那么就找一个面垂直于二面角其中的一个面,看图,可以找到面PAD垂直面ADF,他们的相交线是AD,因为OF垂直AD,所以通过O作DF的垂线交DF于点M,根据射影定理(好像是这个名字吧,我有点记不清了,不好意思.)OM垂直DF,所以PM也垂直DF,所以角PMO就是二面角的夹角.求其正切,即在三角形POM中,因为OP垂直面ABCD,所以角POM是直角,所以正切值就是OP比上OM,只要分别求出它们的长度就行了.OP很简单不说了,OM的长度就在三角形DOF中,用三角形面积法来求.最后正切值就出来了.