四棱锥P ABCD底面是直角三角梯形AB//CD AB AD PAB和PAD是两个边长为2的正三角形DC
1个回答

∵△PAB、△PAD都是正三角形,∴PB=PA=AB、PD=PA=AD,∴PB=PD、AB=AD.

由AB=AD、O∈BD且OB=OD,得:AO⊥BD.

∵AB⊥AD、AB=AD,∴BD=√2AB=2√2,而OB=OD,∴OD=BD/2=√2.

∴OA=BD/2=√2.

由PB=PD、O∈BD且OB=OD,得:PO⊥OD,∴由勾股定理,有:

PO=√(PD^2-OD^2)=√(4-2)=√2.

由PO=√2、OA=√2、PA=2,得:PO^2+OA^2=PA^2,∴由勾股定理的逆定理,有:

PO⊥OA.

由PO⊥OA、PO⊥OD、OA∩OD=O,得:PO⊥平面OAD,∴PO⊥平面BCD,

∴PO是P-BCD的高.

∴P-BCD的体积

=(1/3)△BCD的面积×PO=(1/3)[(1/2)DC×AD]×PO=(1/6)×4×√2=2√2/3.

过B作BF⊥DC交DC于F.

∵AB∥DC、AB⊥AD,∴AD⊥DF,又BF⊥DF,∴ABFD是正方形,而O∈BD且OB=OD,

又PO⊥平面ABFD,∴P-ABFD是直四棱锥,∴△PDF≌△PAB,而△PAB是正三角形,

∴△PDF是正三角形,∴∠PDC=60°.

∴△PDC的面积=(1/2)PD×DCsin∠PDC=(1/2)×2×4sin60°=4×(√3/2)=2√3.

过B作BG⊥平面PDC交平面PDC于G.

显然有:B-PDC的体积=P-BCD的体积,∴(1/3)△PDC的面积×BG=2√2/3,

∴(1/3)×2√3×BG=2√2/3,∴BG=1.

∵ABFD是正方形,∴BF=DF=AB=2,∴CF=DC-DF=4-2=2,而BF⊥CF,

∴BC=√2BF=2√2.

∴sin∠BCG=BG/BC=1/(2√2)=√2/4.

∵BG⊥平面PDC,∴∠BCG是CB与平面PDC所成的角.

∴CB与平面PDC所成角的正弦值是 √2/4.