如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC.

如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC.
(Ⅰ)求证:AC⊥PB;
(Ⅱ)设O,D分别为AC,AP的中点,点G为△OAB内一点,且满足
OG
1
3
(
OA
+
OB
)
,求证:DG∥面PBC;
(Ⅲ)若AB=AC=2,PA=4,求二面角A-PB-C的余弦值.
云上的花朵 1年前 已收到1个回答 举报

occure 幼苗

共回答了17个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(Ⅰ)由已知条件推导出PA⊥AC,AB⊥AC,由此能证明AC⊥平面PAB,从而得到AC⊥PB.
(Ⅱ)法1:建立空间直角坐标系A-xyz,利用向量法能证明DG∥平面PBC.
法2:取AB中点E,连OE,则点G在OE上.连结AG并延长交CB于F,连PF,由已知条件推导出DG∥PF,由此能证明DG∥平面PBC.
(Ⅲ)分别求出平面PBC的一个法向量和面PAB的一个法向量,由此利用向量法能求出二面角A-PB-C的余弦值.

证明:(Ⅰ)因为PA⊥平面ABC,AC⊂平面ABC,
所以PA⊥AC.
又因为AB⊥AC,且PA∩AB=A,
所以AC⊥平面PAB.
又因为PB⊂平面PAB,
所以AC⊥PB.…(4分)
(Ⅱ)证法1:因为PA⊥平面ABC,所以PA⊥AB,PA⊥AC.
又因为AB⊥AC,所以建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz.
设AC=2a,AB=b,PA=2c,
则A(0,0,0),B(0,b,0),C(2a,0,0),
P(0,0,2c),D(0,0,c),O(a,0,0).
又因为

OG=
1
3(

OA+

OB),
所以G(
a
3,
b
3,0).
于是

DG=(
a
3,
b
3,−c),

BC=(2a,−b,0),

PB=(0,b,−2c).
设平面PBC的一个法向量

n=(x0,y0,z0),则有

点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.

考点点评: 本题考查异面直线垂直的证明,考查直线与平面平行的证明,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

3
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.036 s. - webmaster@yulucn.com