如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,直线PB与平面ABCD所成角为π4,AB=2,BC=4,E是PD的

2025-05-09 16:51:39
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回答1:

解答:(Ⅰ)证明:连结BD交AC于O点,连结OE
∵四边形ABCD为矩形,∴O为BD的中点
可得在△PBD中,OE是中位线,∴PB∥OE
∵PB?平面ACE,OE?平面ACE,
∴PB∥平面ACE.
(II)解:作EG∥PA交AD于G,由PA⊥平面ABCD.
知EG⊥平面ABCD.
作GH⊥AC于H,连接EH,则EH⊥AC,
∴∠EHG即为二面角θ的平面角.
∵直线PB与平面ABCD所成角为

π
4
,AB=2,
∴PA=2,∴EG=1,
∵BC=4,∴AG=2,
∴GH=
5
5

∴tan∠EHG=
EG
GH
=
5

(Ⅲ)解:利用多面体PABCE的体积为长方体的体积减去三棱锥E-ACD的体积,可得多面体PABCE的体积
∵三棱锥E-ACD的底面三角形ADC中,AD=2,CD=1,高为1,
∴多面体PABCE的体积为VP-ABCD-VE-ACD=
1
3
×2×1×1
-
1
3
×
1
2
×2×1×
1
2
=
1
2