如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是∠DAB=60°,且边长为a的菱形,侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底

2025-05-18 16:13:59
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(1)证明:
∵△PAD为正三角形,G为AD边的中点,∴PG⊥AD,
∵平面PAD垂直于底面ABCD,∴PG⊥底面ABCD,∴PG⊥BG
在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=a
B G 2 = a 2 +
1
4
a 2 -2a?
1
2
a?cos60°=
3
4
a 2

∴△ABG为直角三角形,
且BG⊥AG,PG∩AD=G,∴BG⊥平面PAD
(2)由(1)知PG⊥底面ABCD,BG⊥AD,AD BC,
∴BG⊥BC,PB⊥BC,
∴∠PBG是二面角A-BC-P的平面角,
PG=
3
2
a,BG=
3
2
a
,∴tan∠PBG=1,∴ ∠PBG=
π
4