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= ,PF= = , 在Rt△PFA中,tan∠PAF= = = ,即∠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= = , CD= = = . 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, ,0) ,B(0,0,0), C( ,0,0) , P( ,0,2) . | AP |
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