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在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60°,对角线AC与BD相交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成的角为60°,求:(1)直线PA与底面ABCD所成的角;(2)四棱锥P-ABCD的体积.
题目详情
在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60°,对角线AC与BD相交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成的角为60°,
求:(1)直线PA与底面ABCD所成的角;
(2)四棱锥P-ABCD的体积.
求:(1)直线PA与底面ABCD所成的角;
(2)四棱锥P-ABCD的体积.
▼优质解答
答案和解析
(1)在四棱锥P-ABCD中,由PO⊥平面ABCD,
得PO⊥AO,PO⊥BO,
所以∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,
所以∠PBO=60°,且∠PAO是PA与平面ABCD所成的角.(4分)
因为底面ABCD是菱形,O是对角线的交点,∠DAB=60°
所以△AOB是直角三角形,
且∠BAO=30°,(5分)
(2)在Rt△AOB中,BO=ABsin∠BAO=2sin30°=1,AO=ABcos∠BAO=
(7分)
于是在Rt△POB中,得PO=BOtan60°=
,
所以在Rt△POA中,tan∠PAO=
=1,∠PAO=45°,
所以PA与平面ABCD所成的角为45°(9分)
而底面菱形的面积为S=AB×ADsin60°=2
.
所以四棱锥P-ABCD的体积V=
×2
×PO=
×
=2.(13分)
得PO⊥AO,PO⊥BO,
所以∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,
所以∠PBO=60°,且∠PAO是PA与平面ABCD所成的角.(4分)
因为底面ABCD是菱形,O是对角线的交点,∠DAB=60°
所以△AOB是直角三角形,
且∠BAO=30°,(5分)
(2)在Rt△AOB中,BO=ABsin∠BAO=2sin30°=1,AO=ABcos∠BAO=
3 |
于是在Rt△POB中,得PO=BOtan60°=
3 |
所以在Rt△POA中,tan∠PAO=
PO |
AO |
所以PA与平面ABCD所成的角为45°(9分)
而底面菱形的面积为S=AB×ADsin60°=2
3 |
所以四棱锥P-ABCD的体积V=
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