如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,已知AB=3,AD=2,PA=2,PD=2 ,∠PAB=60°,(Ⅰ)

1个回答

  • (Ⅰ)证明:在△PAD中,由题设PA=2,PD=2

    可得

    于是AD⊥PA,

    在矩形ABCD中,AD⊥AB,又PA∩AB=A,

    所以AD⊥平面PAB。

    (Ⅱ)由题设,BC∥AD,

    所以∠PCB(或其补角)是异面直线PC与AD所成的角,

    在△PAB中,由余弦定理,得

    由(Ⅰ)知AD⊥平面PAB,PB

    平面PAB,

    所以AD⊥PB,因而BC⊥PB,

    于是△PBC是直角三角形,

    所以异面直线PC与AD所成的角的大小为

    (Ⅲ)过点P作PH⊥AB于H,过点H作HE⊥BD于E,连结PE,

    因为AD⊥平面PAB,PH

    平面PAB,

    所以AD⊥PH,又AD∩AB=A,

    因而PH⊥平面ABCD,故HE为PE再平面ABCD内的射影,

    由三垂线定理可知,BD⊥PE,

    从而∠PEH是二面角P-BD-A的平面角。

    由题设可得,

    于是在Rt△PHE中,

    所以二面角P-BD-A的大小为