题目
如图所示,△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=a,P是△ABC所在平面外一点,PA=PB=PC=
a.
(1)求证:面PAB⊥面ABC;
(2)求PC和△ABC所在平面所成角.
2 |
(1)求证:面PAB⊥面ABC;
(2)求PC和△ABC所在平面所成角.
提问时间:2020-10-15
答案
(1)取AB的中点O,连PO,CO.
∵PA=PB,OA=OB,∴PO⊥AB.
∵△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,∴OA=OB=OC,
∵PA=PB=PC,PO是公用边
∴△POA≌△POB≌△POC,得∠POA=∠POB=∠POC=90°,
∴PO⊥CO,
∵AB⊥CO,AB∩PO=O,∴PO⊥平面ABC,
∵PO⊂平面PAB,∴平面PAB⊥平面ABC.
(2)由(1)知PO⊥平面ABC,
∵PO⊥平面ABC,∴CO是PC在平面ABC内的射影,
所以∠PCO是PC和平面ABC所成角.
∵PO=
=
a,PC=
a,
∴Rt△PCO中,sin∠PCO=
=
,得∠PCO=60°
即PC和△ABC所在平面所成角为60°.
∵PA=PB,OA=OB,∴PO⊥AB.
∵△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,∴OA=OB=OC,
∵PA=PB=PC,PO是公用边
∴△POA≌△POB≌△POC,得∠POA=∠POB=∠POC=90°,
∴PO⊥CO,
∵AB⊥CO,AB∩PO=O,∴PO⊥平面ABC,
∵PO⊂平面PAB,∴平面PAB⊥平面ABC.
(2)由(1)知PO⊥平面ABC,
∵PO⊥平面ABC,∴CO是PC在平面ABC内的射影,
所以∠PCO是PC和平面ABC所成角.
∵PO=
PB2−OB2 |
| ||
2 |
2 |
∴Rt△PCO中,sin∠PCO=
PO |
PC |
| ||
2 |
即PC和△ABC所在平面所成角为60°.
(1)取AB的中点O,连PO,CO.等腰△PAB中,可得PO⊥AB.利用边角边公理,得△POA≌△POB≌△POC,得∠POA=∠POB=∠POC=90°,PO⊥CO,结合AB⊥CO,得PO⊥平面ABC,所以平面PAB⊥平面ABC.
(2)由PO⊥平面ABC,得CO是PC在平面ABC内的射影,所以∠PCO是PC和平面ABC所成角.Rt△POC中,利用正弦的定义算出sin∠PCO的值,即可得出PC和△ABC所在平面所成角为60°.
(2)由PO⊥平面ABC,得CO是PC在平面ABC内的射影,所以∠PCO是PC和平面ABC所成角.Rt△POC中,利用正弦的定义算出sin∠PCO的值,即可得出PC和△ABC所在平面所成角为60°.
平面与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.
本题给出底面为等腰直角三角形,三条侧棱都等于斜边长的三棱锥,求证面面垂直并求直线与平面所成角的大小,着重考查了空间垂直位置关系的证明和线面角的求法等知识,属于中档题.
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