如图在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB,∠ABC=60°,∠BCA=90°,点D,E分别在棱PB,PC上

如图在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB,∠ABC=60°,∠BCA=90°,点D,E分别在棱PB,PC上,且DE BC,
(1)求证:BC⊥平面PAC
(2)当D为PB中点时,求AD与平面PAC所成的角的余弦值;
(3)是否存在点E,使得二面角A-DE-P为直二面角,并说明理由.
风中奔跑的野马 1年前 已收到1个回答 举报

朝九晚五的虫 幼苗

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(1)

PA⊥底面ABC
BC⊂平面ABC ⇒PA⊥BC


BC⊥AC
AC∩PA=A
AC,PA⊂平PAC ⇒BC⊥平面PAC
(2)建立空间直角坐标系如图,各点坐标分别为:
P(0,0,1),B(0,1,0),C (

3
4 ,
3
4 ,0) D(0,
1
2 ,
1
2 ),E(

3
8 ,
3
8 ,
1
2 )


AD =(0,
1
2 ,
1
2 ),

AE =(

3
8 ,
3
8 ,
1
2 ) ,
由DE⊥平面PAC可知,∠DAE即是所求的二面角的平面角.∴ cos<

AD ,

AE >=


AD •

AE


|AD| |

AE | =

14
4 ,
故所求二面角的余弦值为

14
4
(3)设D点的y轴坐标为a,DE⊥AE,DE⊥PE,当A-DE-P为直二面角时,PE⊥AE

AE =(

3
3 a,a,1-a),

PE =(

3
3 a,a,-a),得

AE •

PE =
1
3 a 2 + a 2 -a+ a 2 =0⇒a=
3
7
∴ E(

3
7 ,
3
7 ,
4
7 ) ,所以符合题意的E存在.

1年前

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