在三棱锥 $P-ABC$ 中,$\angle{APB}=\angle{BPC}=\angle{CPA}=90^{\circ}$,点 $D$ 为底面 $ABC$ 内一点,$PD$ 与平面 $PAB$ 所成的角为 $45^{\circ}$,$PD$ 与平面 $PBC$ 所成的角为 $30^{\circ}$.求 $PD$ 与平面 $PCA$ 所成的角的正弦值.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间几何量
    >
    空间的角
    >
    线面角
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间几何量
    >
    利用向量计算空间几何量
【答案】
$\dfrac 12$
【解析】
由题意,建立空间直角坐标系,取平面 $PAB$ 的一个法向量为 $(1,0,0)$,取平面 $PBC$ 的一个法向量为 $(0,1,0)$,取平面 $PCA$ 的一个法向量为 $(0,0,1)$,取直线 $PD$ 的一个方向向量为 $(a,b,c)$,设 $PD$ 与平面 $PCA$ 所成的角的正弦值为 $t$,则有$$\begin{cases}
\dfrac{a}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}=\dfrac{\sqrt{2}}{2},\\
\dfrac{b}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}=\dfrac{1}{2},\\
\dfrac{c}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}=t,
\end{cases}$$将上述三式两边平方后再相加,可得 $t=\dfrac{1}{2}$.
答案 解析 备注
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