如图,在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=AC=4,AB=BC=2根号2

如图,在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=AC=4,AB=BC=2根号2
(1)求证:平面ABC垂直平面APC (2)求直线PA与平面PBC所成角的正弦值
蓝梦儿儿 1年前 已收到1个回答 举报

zhang015000 幼苗

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第一个问题:
取AC的中点为D.
∵AB=BC=2√2、AC=4,∴AB^2+BC^2=AC^2,∴由勾股定理的逆定理,有:AB⊥BC.
由AB⊥BC、AD=CD,得:BD=AC/2=2.
∵PA=PC=AC=4,∴AD=CD=2、PD⊥CD,∴PD=√3CD=2√3.
∵PD=2√3、BD=2、PB=4,∴PD^2+BD^2=PB^2,∴由勾股定理的逆定理,有:BD⊥PD.
由AB=BC、D∈AC且AD=CD,得:BD⊥AC.
由BD⊥AC、BD⊥PD、AC∩PD=D,得:BD⊥平面APC,而BD在平面ABC上,
∴平面ABC⊥平面APC.
第二个问题:
取BC的中点为E,过A作AF⊥平面PBC交平面PAC于F.
∵PB=PC=4、BC=2√2,又BE=CE,∴BE⊥PE、BE=√2,
∴由勾股定理,有:PE=√(PB^2-BE^2)=√(16-2)=√14.
∴S(△PBC)=(1/2)BC×PE=(1/2)×2√2×√14=2√7.
∴V(A-PBC)=(1/3)S(△PBC)×AF=(1/3)×2√7AF.
∵PA=PC=AC=4,∴S(△PAC)=(1/2)AC×PD=(1/2)×4×2√3=4√3.
∵BD⊥平面PAC,∴V(B-PAC)=(1/3)S(△PAC)×BD=(1/3)×4√3×2=8√3/3.
显然有:V(A-PBC)=V(B-PAC),∴(1/3)×2√7AF=8√3/3,∴AF=4√3/√7.
∴sin∠APF=AF/PA=(4√3/√7)/4=√3/√7=√21/7.
∵AF⊥平面PBC,∴∠APF就是PA与平面PBC所成的角.
∴PA与平面PBC所成角的正弦值为 √21/7.

1年前

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