(I)求证:
平面BCD; (II)求异面直线AB与CD所成角的大小;
【范例4】如图,四面体ABCD中, O、E分别是BD、BC的中点, ![]()
设平面PBA与平面PDC所成二面角大小为θ,
cosθ=S△PAB/S△PCD=
/2
θ=450 ,即平面BAP与平面PDC所成的二面角的大小为45°。
解法2(补形化为定义法)如图将四棱锥P-ABCD补形
得正方体ABCD-PQMN,则PQ⊥PA、PD,于是∠APD是两
面所成二面角的平面角。 在Rt△PAD中,PA=AD,
则∠APD=45°。即平面BAP与平面PDC所成二面角的大小为45°。
【点晴】求线面角、面面角关键在于准确作出角,同样遵循一作二证三计算的步骤,但应用面积射影法求二面角可避免找角,同学们注意经常使用。
(2)解法1(面积法)如图∵AD⊥PA、AB,
PA∩AB=A
∴DA⊥平面BPA于A, 同时BC⊥平面BPA于B,
∴△PBA是△PCD在平面PBA上的射影,
得
,故面PDE与面PAD所成二面角的大小为![]()
故异面直线BC与AD所成的角为![]()
【点晴】折叠问题必须注意折叠前后之间的关系和区别,本题使用空间向量的方法也不失一种好方法。
【范例3】在四棱锥P-ABCD中,ABCD为正方形,PA⊥面ABCD,PA=AB=a,E为BC中点.
(1)求平面PDE与平面PAB所成二面角的大小;(2)求平面PBA与平面PDC所成二面角的大小
解:(1)延长AB、DE交于点F,则PF为平面PDE与平面PAD所成二面角的棱,
∵PA⊥平面ABCD, ∴AD⊥PA、AB, PA∩AB=A
∴DA⊥平面BPA于A, 过A作AO⊥PF于O,连结OD,
则∠AOD即为平面PDE与平面PAD所成二面角的平面角。
由余弦定理知![]()
在三角形EOF中,又
,EO=1
作FH//BO交AC于H,连结HE, 则FH
平面ACD
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