(2007•湖南)如图,已知直二面角α-PQ-β,A∈PQ,B∈α,C∈β,∠BAP=45°,直线CA和平面α所成的角为

(2007•湖南)如图,已知直二面角α-PQ-β,A∈PQ,B∈α,C∈β,∠BAP=45°,直线CA和平面α所成的角为30°.
(Ⅰ)证明BC⊥PQ;
(Ⅱ)求二面角B-AC-P的大小.
smileforever07 1年前 已收到1个回答 举报

八点钟睡觉 幼苗

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解题思路:(1)在平面β内过点C作CO⊥PQ于点O,连接OB,欲证PQ⊥BC,即证PQ⊥平面OBC,因BO⊥PQ.又CO⊥PQ且BO∩CO=O,根据线面垂直的判定定理可证PQ⊥平面OBC;
(2)过点O作OH⊥AC于点H,连接BH,由三垂线定理知,BH⊥AC,故∠BHO是二面角B-AC-P的平面角,然后在Rt△BOH中解出此角即可.

(I)在平面β内过点C作CO⊥PQ于点O,连接OB.
因为α⊥β,α∩β=PQ,所以CO⊥α,
又因为CA=CB,所以OA=OB.
而∠BAO=45°,所以∠ABO=45°,∠AOB=90°.从而BO⊥PQ.又CO⊥PQ,
所以PQ⊥平面OBC.因为BC⊂平面OBC,故PQ⊥BC.
(II)由(I)知,BO⊥PQ,又α⊥β,α∩β=PQ,BO⊂α,所以BO⊥β.
过点O作OH⊥AC于点H,连接BH,由三垂线定理知,BH⊥AC.
故∠BHO是二面角B-AC-P的平面角.
由(I)知,CO⊥α,所以∠CAO是CA和平面α所成的角,则∠CAO=30°,
不妨设AC=2,则AO=
3,OH=AOsin30°=

3
2.
在Rt△OAB中,∠ABO=∠BAO=45°,所以BO=AO=
3,
于是在Rt△BOH中,tan∠BHO=
BO
OH=

3


3
2=2.
故二面角B-AC-P的大小为arctan2.

点评:
本题考点: 平面与平面之间的位置关系;空间中直线与直线之间的位置关系.

考点点评: 本题主要考查了平面与平面之间的位置关系,以及空间中直线与直线之间的位置关系,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于基础题.

1年前

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