如图所示,四棱锥P—ABCD的底面是边长为a的菱形,∠A=60°,PC⊥平面ABCD,PC=a,E是PA的中点.
(1)求证平面BDE⊥平面ABCD.(2)求点E到平面PBC的距离.(3)求二面角A—EB—D的平面角大小.
如图所示,四棱锥P—ABCD的底面是边长为a的菱形,∠A=60°,PC⊥平面ABCD,PC=a,E是PA的中点.
(1)求证平面BDE⊥平面ABCD.(2)求点E到平面PBC的距离.(3)求二面角A—EB—D的平面角大小.
(1)设O是AC,BD的交点,连结EO.
∵ABCD是菱形,∴O是AC、BD的中点,
∵E是PA的中点,∴EO∥PC,又PC⊥平面ABCD,
∴EO⊥平面ABCD,EO平面BDE,∴平面BDE⊥平面ABCD.
(2)EO∥PC,PC平面PBC,
∴EO∥平面PBC,于是点O到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离.
作OF⊥BC于F,
∵EO⊥平面ABCD,EO∥PC,PC平面PBC,∴平面PBC⊥平面ABCD,于是OF⊥平面PBC,OF的长等于O到平面PBC的距离.
由条件可知,OB=,OF=
×
=
a,则点E到平面PBC的距离为
a.
(3)过O作OG⊥EB于G,连接AG ∵OE⊥AC,BD⊥AC ∴AC⊥平面BDE
∴AG⊥EB(三垂线定理) ∴∠AGO是二面角A—EB—D的平面角
∵OE=PC=
a,OB=
a ∴EB=a.∴OG=
=
a 又AO=
a.
∴tan∠AGO==
∴∠AGO=arctan
.
评析 本题考查了面面垂直判定与性质,以及利用其性质求点到面距离,及二面角的求法,三垂线定理及逆定理的应用.