如图,三棱锥P-ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD⊥平面PAB.(Ⅰ)求证:AB⊥平面
如图,三棱锥P-ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD⊥平面PAB.(Ⅰ)求证:AB⊥平面PCB;(Ⅱ)求异面直线AP与BC所成角...
如图,三棱锥P-ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD⊥平面PAB.(Ⅰ)求证:AB⊥平面PCB;(Ⅱ)求异面直线AP与BC所成角的大小;(Ⅲ)求二面角C-PA-B的大小.
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解法一:(Ⅰ)∵PC⊥平面ABC,AB?平面ABC,∴PC⊥AB. ∵CD⊥平面PAB,AB?平面PAB,∴CD⊥AB. 又PC∩CD=C,∴AB⊥平面PCB. (Ⅱ)过点A作AF ∥ BC,且AF=BC,连接PF,CF.则∠PAF为异面直线PA与BC所成的角. 由(Ⅰ)可得AB⊥BC,∴CF⊥AF. 由三垂线定理,得PF⊥AF.则AF=CF=
在Rt△PFA中,tan∠PAF=
∴异面直线PA与BC所成的角为
(Ⅲ)取AP的中点E,连接CE、DE. ∵PC=AC=2,∴CE⊥PA,CE=
∵CD⊥平面PAB,由三垂线定理的逆定理,得DE⊥PA. ∴∠CED为二面角C-PA-B的平面角. 由(Ⅰ)AB⊥平面PCB,又∵AB=BC,AC=2,∴BC=
在Rt△PCB中,PB=
在Rt△CDE中, sin∠CED=
∴二面角C-PA-B的大小为 arcsin
解法二:(Ⅰ)同解法一. (Ⅱ)由(Ⅰ)AB⊥平面PCB,∵PC=AC=2,又∵AB=BC,可求得BC=
以B为原点,如图建立坐标系.则 A(0,
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