四棱锥P-ABCD中,PA垂直底面ABCD,底面ABCD为梯形,AB平行DC,角ABC和角CAD是90度,且PA=AB=BC,点E是棱PB上的动
点,(1)当PD平行平面EAC时,确定点E在棱PB上的什么位置.
(2)在条件(1)下,求二面角A-CE-P的余弦值.
人气:123 ℃ 时间:2019-08-19 21:32:04
解答
作AF⊥CD于F点
以A为原点,向量AB,向量AF,向量AP方向分别为X,Y,Z轴建立空间直角坐标系.
设AP=1
则A(0,0,0) B(1,0,0) C(1,1,0) P(0,0,1)
D(-1,1,0) ……(据平面几何求出)
∵E在棱PB,向量PB=(1,0,-1) 又设向量PE=λ向量PB λ∈[0,1]
∴向量PE=(λ,0,-λ)
(1)
向量PD=(-1,1,-1),向量AC=(1,1,0) 向量PA=(0,0,-1)
向量AE=向量PE-向量PA=(λ,0,-λ+1)
设面EAC法向量为向量n(x,y,z)
则向量n×向量AC=0
向量n×向量PE=0
∴x+y=0;λx-λz+z=0
令x=1,则y=-1;z=λ/(λ-1)
∴为了方便计算(去分母而已),向量n可以为(λ-1,1-λ,λ)
令向量n×向量PD=0
即1-λ+1-λ-λ=0
λ=2/3
∴点E在靠近B点的PB三等分点.
(2)
由(1)可知向量n=(-1/3,1/3,2/3)
为了方便计算(去分母而已),向量n可以为(-1,1,2)
同理求出面PEC的法向量m=(-1,0,-1)
∴cos<向量m,向量n>=(向量m×向量n)的绝对值/(向量m的模×向量n的模)
=(√3)/6
∴二面角A-CE-P的余弦值为(√3)/6D点的坐标真实答案不是那么多,而且这种建坐标系方法求不出D点,D点肯定是求得出的,不然这道题没法解答。 角ABC和角CAD是90度,且PA=AB=BC 这样可以求出CD=2啊?
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