如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD 为矩形,AB=8,AD=4
,侧面PAD为等边三角形,并且与底面所成二面角为60°.(Ⅰ)求二面角A-PB-C的大小;
(Ⅱ)计算点A到面PBC的距离.在线课程
解:(Ⅰ)取AD的中点E,过E作AB的平行线交BC于F,再过P作PO垂直于面ABCD,易知PO交EF于O,则以O为原点,过O平行于EA的直线为x轴,OF所在直线为y轴,OP所在直线为z轴,建立空间直角坐标系.由已知AE=
,PE=6,∠PEO=60°,得PO=3
,OE=3∴

∴
,
设平面PAB的法向量为
,则有
,即
令z=1,得

设面PBC的法向量为
=(m,n,1),则有
,即
∴

∴
的夹角θ的余弦
则根据图形可知,所求二面角A-PB-C为钝二面角,故大小为
.(Ⅱ)点A到平面PBC的距离

分析:(Ⅰ)取AD的中点E,过E作AB的平行线交BC于F,再过P作PO垂直于面ABCD,以O为原点,过O平行于EA的直线为x轴,OF所在直线为y轴,OP所在直线为z轴,建立空间直角坐标系.从而可用坐标表示点,进而可得向量
,
的坐标,分别求出平面PAB的法向量
,平面PBC的法向量
,利用向量的夹角θ的余弦
,可求二面角A-PB-C的大小.(Ⅱ)利用点A到平面PBC的距离
求解即可.点评:本题以四棱锥为载体,考查面面角,考查点面距离,构建空间直角坐标系,利用向量的夹角公式,点面距离公式求解时解题的关键