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如图.在四棱锥P-ABCD的底面梯形ABCD中.AD∥BC.AB⊥BC.AB=1.AD=3.∠ADC=45°.又已知PA⊥平面ABCD.PA=1.求:(1)异面直线PD与AC所成角的大小.(结果用反三

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 17:14:18分类:高中数学题库

如图,在四棱锥P-ABCD的底面梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AB=1,AD=3,∠ADC=45°.又已知PA⊥平面ABCD,PA=1.
求:
(1)异面直线PD与AC所成角的大小.(结果用反三角函数值表示)
(2)四棱锥P-ABCD的体积.在线课程解:(1)连接AC,过点C作CF∥AB交AD于点F,因为∠ADC=45°,所以FD=1,从而BC=AF=2,……(2分)
延长BC至E,使得CE=AD=3,则AC∥DE,∴∠PDE(或其补角)是异面直线PD与AC所成角,且DE=AC=,AE=,PE=3,PD=.(5分)
在△PDE中,cos∠PDE=-.…(8分)
所以,异面直线PD与AC所成角的大小为arccos.…(9分)
(2)∵BC=2,AD=3,AB=1,
∴底面梯形面积为
∵PA⊥平面ABCD,PA=1.
∴四棱锥P-ABCD的体积为.…(6分)
分析:(1)利用平移法作出异面直线所成的角,进而利用余弦定理可求线线角;
(2)四棱锥的体积为×底面积×高,求出底面梯形的面积即可.
点评:本题考查线线角,考查棱锥的体积,解题的关键是正确作出线线角,属于中档题.