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如图,四棱锥P—ABCD的底面是边长为a的正方形,PB⊥面ABCD.

(1)若面PAD与面ABCD所成的二面角为60°,求这个四棱锥的体积;

(2)证明无论四棱锥的高怎样变化,面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90°.

(1)解:∵PB⊥面ABCD,∴BA是PA在面ABCD上的射影.

    又DA⊥AB,∴PA⊥DA.

∴∠PAB是面PAD与面ABCD所成的二面角的平面角,∴∠PAB=60°.

    而PB是四棱锥P—ABCD的高,PB=AB·tan60°=a,

∴V=·a·a2=a3.

(2)证明:不论棱锥的高怎样变化,棱锥侧面PAD与PCD恒为全等三角形,作AE⊥DP,垂足为E,连结EC,则△ADE≌△CDE,

∴AE=CE,∠CED=90°,故∠CEA是面PAD与面PCD所成的二面角的平面角.

    设AC与DB相交于点O,连结EO,则EO⊥AC,a=OA<AE<AD=a.在△AEC中,

cos∠AEC=<0.

∴面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90°.


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AP
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3
3
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如图,四棱锥P-ABCD,PA⊥平面ABCD,ABCD是直角梯形,DA⊥AB,CB⊥AB,PA=2AD=BC=2,AB=2
2
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(1)求点A到平面PBD的距离;
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