【題目】如圖所示,該幾何體是由一個(gè)直三棱柱ADE﹣BCF和一個(gè)正四棱錐P﹣ABCD組合而成,AD⊥AF,AE=AD=2. (Ⅰ)證明:平面PAD⊥平面ABFE;
(Ⅱ)求正四棱錐P﹣ABCD的高h(yuǎn),使得二面角C﹣AF﹣P的余弦值是

【答案】證明:(Ⅰ)∵幾何體是由一個(gè)直三棱柱ADE﹣BCF和一個(gè)正四棱錐P﹣ABCD組合而成,

∴AD⊥AF,AD⊥AB,

又AF∩AB=A,

∴AD⊥平面ABEF,

又AD平面PAD,

∴平面PAD⊥平面ABFE.

(Ⅱ)解:以A 為原點(diǎn),AB、AE、AD的正方向?yàn)閤,y,z軸,建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)﹣xyz

設(shè)正四棱棱的高為h,AE=AD=2,

則A(0,0,0),F(xiàn)(2,2,0),C(2,0,2),P(1,﹣1,1)

設(shè)平面ACF的一個(gè)法向量 =(x,y,z),

=(2,2,0), =(2,0,2),

,取x=1,得 =(1,﹣1,﹣1),

設(shè)平面ACP的一個(gè)法向量 =(a,b,c),

,取b=1,則 =(﹣1,1,1+h),

二面角C﹣AF﹣P的余弦值

∴|cos< >|= = = ,

解得h=1.


【解析】(Ⅰ)推導(dǎo)出AD⊥AF,AD⊥AB,從而AD⊥平面ABEF,由此能證明平面PAD⊥平面ABFE.(Ⅱ)以A 為原點(diǎn),AB、AE、AD的正方向?yàn)閤,y,z軸,建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)﹣xyz,利用向量法能求出h的值.

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方案二:從裝有10個(gè)形狀、大小完全相同的小球(其中紅球3個(gè),黑球7個(gè))的抽獎(jiǎng)盒中,有放回每次摸取1球,連摸3次,每摸到1次紅球,立減200元.
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