已知正四棱锥相邻两侧面的夹角是120o,
已知正四棱锥相邻两侧面的夹角是120o,它的底面边长为a,求棱锥的高、斜高和侧棱长。
如图
正四棱锥P-ABCD的底面边长为a,两个相邻侧面之间的夹角为120°。 求棱锥的高h,斜高h',侧棱长
连接AC、BD,两者相交于点O,连接PO,则PO⊥面ABCD
(这是因为PA=PB=PC=PD,则点P在底面ABCD的投影为ABCD的中心)
过点C作PD的垂线,垂足为E,连接AE
则,AE⊥PD(这是因为Rt△CED≌Rt△AED)
所以,∠AEC即为侧面PDC、PDA所成的角
所以,∠AEC=120°
设CE=AE=x
那么,在等腰△EAC中,由余弦定理有:
CE^2+AE^2-2CE*AE...全部
已知正四棱锥相邻两侧面的夹角是120o,它的底面边长为a,求棱锥的高、斜高和侧棱长。
如图
正四棱锥P-ABCD的底面边长为a,两个相邻侧面之间的夹角为120°。
求棱锥的高h,斜高h',侧棱长
连接AC、BD,两者相交于点O,连接PO,则PO⊥面ABCD
(这是因为PA=PB=PC=PD,则点P在底面ABCD的投影为ABCD的中心)
过点C作PD的垂线,垂足为E,连接AE
则,AE⊥PD(这是因为Rt△CED≌Rt△AED)
所以,∠AEC即为侧面PDC、PDA所成的角
所以,∠AEC=120°
设CE=AE=x
那么,在等腰△EAC中,由余弦定理有:
CE^2+AE^2-2CE*AE*cos120°=AC^2=2a^2
所以:x^2+x^2-2x^2*(-1/2)=2a^2
即:3x^2=2a^2
所以:x=√6a/3
设棱锥的侧棱长为y,即PA=PB=PC=PD=y
那么,侧面的面积S△PCD=(1/2)PD*CE=(1/2)*y*(√6a/3)
过点P作CB的垂线,垂足为F,连接OF
因为PB=PC
所以,点F为BC中点
而点O为AC中点
所以,OF//AB
所以,OF⊥BC
那么,侧面PBC的面积S=(1/2)*BC*PF=(1/2)*a*PF
则:(1/2)*a*PF=(1/2)*y*(√6a/3)
所以:PF=(√6/3)y…………………………………………(1)
而,在Rt△PFC中,由勾股定理有:PC^2=PF^2+CF^2
即:y^2=(√6y/3)^2+(a/2)^2
所以:y^2=(2/3)y^2+(a^2/4)
所以,y^2=(3/4)a^2
则,y=√3a/2
代入到(1),就有:PF=(√6/3)y=(√6/3)*(√3/2)a=(√2/2)a
而,在Rt△POF中,由勾股定理有:PF^2=PO^2+OF^2
即:[(√2/2)a]^2=PO^2+(a/2)^2
所以:PO^2=(a^2/2)-(a^2/4)=a^2/4
所以,PO=a/2
综上,在正四棱柱P-ABCD中:
棱锥的高PO=a/2
棱锥的斜高PF=(√2/2)a
棱锥的侧棱长PA=PB=PC=PD=(√3/2)a。收起