Question

如圖，已知一四棱錐P－ABCD的底面是邊長為1的正方形，且側棱PC⊥底面ABCD，且PC＝2，E是側棱PC上的動點
（1）求四棱錐P－ABCD的體積；
（2）證明：BD⊥AE。
（3）求二面角P-BD-C的正切值。

Answer 1

（1）；(2)見解析；（3）.

試題分析：（1）根據四棱錐P－ABCD的底面是邊長為1的正方形，側棱PC⊥底面ABCD，知高為PC="2." 應用體積計算公式即得；
(2)連結AC，根據ABCD是正方形，得到BD⊥AC ，由PC⊥底面ABCD 得到BD⊥PC，推出BD⊥平面PAC；由于不論點E在何位置，都有AE平面PAC，故得BD⊥AE；
（3）設相交于，連,可知是二面角P-BD-C的的一個平面角，計算其正切即得二面角P-BD-C的正切值.
試題解析：（1）該四棱錐P－ABCD的底面是邊長為1的正方形，
側棱PC⊥底面ABCD，且PC="2."
∴           4分
(2)連結AC，∵ABCD是正方形
∴BD⊥AC ∵PC⊥底面ABCD 且平面　∴BD⊥PC
又∵∴BD⊥平面PAC　
∵不論點E在何位置，都有AE平面PAC 
∴BD⊥AE           8分

（3）設相交于，連,由四棱錐P－ABCD的底面是邊長為1的正方形，PC⊥底面ABCD知，是二面角P-BD-C的的一個平面角，,即二面角P-BD-C的正切值為.