(2014•青山湖区模拟)已知平行四边形ABCD (如图1)中,AB=4,BC=5,对角线AC=3,将三角形△

(2014•青山湖区模拟)已知平行四边形ABCD (如图1)中,AB=4,BC=5,对角线AC=3,将三角形△ACD沿AC折起至△PAC位置(图2),使二面角P-AC-B为60°,G,H分别是PA,PC的中点.
(Ⅰ)求证:PC⊥平面BGH;
(Ⅱ)求平面PAB与平面BGH夹角的余弦值.
幸福麻烦鬼 1年前 已收到1个回答 举报

rqmtxpqj 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)证明线面垂直,只需证明线和平面内两条相交线垂直即可,由于G,H是△PAC的中位线,所以GH∥AC,由已知AB=4,BC=5,对角线AC=3,能求出GH⊥PC,只需再找出一条垂线即可,只要证得PB=BC,便可得到BH⊥PC,从而问题得证.
(Ⅱ)以CE的中点O为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法能求出平面PAB与平面BGH夹角的余弦值.

(Ⅰ)证明:过C作CE∥AB,且CE=AB,连结BE,PE,
∵AC2+AB2=BC2,∴AC⊥AB,
∴四边形ABCD是矩形,AC⊥CE,
∵PC⊥AC,∴AC⊥平面PEC,
∴∠PCE=60°,
∵PC=CE=4,∴△PCB是正三角形,
∵BE∥AC,∴BE⊥平面PEC,
∴BE⊥PE,∴PB=
PE2+BE2=5=BC,
而H是PC的中点,∴BH⊥PC,
∵G,H是△PAC的中位线,
∴GH∥AC,∴GH⊥PC,
∵GH∩BH=H,
∴PC⊥平面BGH.
(Ⅱ)以CE的中点O为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
由题意知A(3,-2,0),B(3,2,0),P(0,0,2
3),C(0,-2,0),


PA=(3,−2,−2
3),

PB=(3,2,-2
3),

PC=(0,−2,−2
3),
设平面PAB的法向量

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.

1年前

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