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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.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 17:12:44分类:高中数学题库

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD 为矩形,AB=8,AD=4数学公式,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