(2006•崇文区一模)如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,侧面PAD垂直底面ABCD,且△PAD为正三角形,E为侧

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  • 解题思路:(I)根据侧面PAD⊥底面ABCD,所以CD⊥侧面PAD,可知:AE⊥CD,又AE⊥PD,所以AE⊥平面PCD

    (II)设平面PCD 与平面PAB的交线为l,根据四棱锥P-ABCD的底面是正方形,侧面PAD垂直底面ABCD,可知CD⊥平面PAD,所以∠APD为平面PAB与平面PDC所成二面角的平面角,故可求;

    (III)先求B到平面PCD的距离,PB的长,设直线PB与平面PDC所成角为α,利用正弦函数可求.

    证明:(I)因为:侧面PAD⊥底面ABCD,所以:CD⊥侧面PAD,可知:AE⊥CD

    而在正三角形PAD中,AE是PD边上的中线,也是它上的高,即:AE⊥PD,

    ∵CD∩PD=D

    所以:AE⊥平面PCD

    (II)∵CD∥AB

    ∴CD∥平面PAB

    设平面PCD 与平面PAB的交线为l

    ∴CD∥l

    ∵四棱锥P-ABCD的底面是正方形,侧面PAD垂直底面ABCD

    ∴CD⊥平面PAD

    ∴∠APD为平面PAB与平面PDC所成二面角的平面角

    ∵△PAD为正三角形

    ∴∠APD=60°

    ∴平面PAB与平面PDC所成二面角的平面角为60°.

    (III)∵△PAD为正三角形,E为侧棱PD的中点

    ∴AE⊥平面PCD

    设AD=a,则AE=

    3

    2a,PB=

    2a

    ∵AB∥平面PCD

    ∴B到平面PCD的距离

    3

    2a

    设直线PB与平面PDC所成角为α

    ∴sinα=

    6

    4

    ∴α=arcsin

    6

    4

    点评:

    本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.

    考点点评: 本题以四棱锥为载体,考查线面垂直,考查面面角,考查线面角,综合性强.