(14分)四棱锥 P-A B C D,底面为正方形 A B…——2021 高考数学第 17 题答案解析

2021_上海卷 (2021)

2021 上海 第 17 题 解答题 区分题
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17.(14分)四棱锥 $P-A B C D$ ,底面为正方形 $A B C D$ ,边长为4,$E$ 为 $A B$ 中点,$P E \perp$平面 $A B C D$ 。
(1)若 $\triangle P A B$ 为等边三角形,求四棱锥 $P-A B C D$ 的体积;
(2)若 $C D$ 的中点为 $F, ~ P F$ 与平面 $A B C D$ 所成角为 $45^{\circ}$ ,求 $P C$ 与 $A D$ 所成角的大小.

【思路分析】(1)由 $V=\frac{1}{3} P E \cdot S_{\text {正方形 } A B C D}$ ,代入相应数据,进行运算,即可;
②由 $P E \perp$ 平面 $A B C D$ ,知 $\angle P F E=45^{\circ}$ ,进而有 $P E=F E=4, ~ P B=2 \sqrt{5}$ ,由
$A D / / B C$ ,知 $\angle P C B$ 或其补角即为所求,可证 $B C \perp$ 平面 $P A B$ ,从而有 $B C \perp P B$ ,最后在 Rt $\triangle \mathrm{PBC}$ 中,由 $\tan \angle P C B=\frac{P B}{B C}$ ,得解.

参考答案

(1) $\frac{32 \sqrt{3}}{3}$; (2) $\arctan \frac{\sqrt{5}}{2}$

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核心知识
异面直线所成角
核心考法
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关键能力
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难度
区分题
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