分析(一)取AC中点O,AP中点D,连接OP,OB,OD,BD三棱锥求cd垂直平面pac,导出PO⊥AC,BO⊥AC,OD∥PC,使得平面BDO⊥平面pac@ >三棱锥求cd垂直平面pac,PC∥平面BDO,从中可以得到结果。
(Ⅱ)以O为原点,OB为x轴,OC为y轴,OP为z轴,建立空间直角坐标系,用向量法求两者由平面 BDO 和平面 PBC 构成的平面角的切线面角。
解决方案
解决方法:(I)取AC的中点O,AP的中点D,连接OP、OB、OD、BD,
∵在三角锥P-ABC中,平面pac@>⊥平面ABC,△pac@>是等边三角形,AC=2,AB⊥BC,AB=BC。
∴PO⊥AC,BO⊥AC,OD∥PC,
∵平面ABC∩平面pac@>=AC,∴PO⊥平面ABC,BO⊥平面pac@>,
∵BO? BDO 平面,∴ BDO 平面⊥ 平面pac@>,
∵OD?平面BDO,PC?平面 BDO阳离子聚丙烯酰胺,
∴PC∥平面BDO,
∵过B点的平面α平行于直线PC,垂直于平面pac@>,
∴平面BDO是平面α,
∵α 在 O 点与 AC 相交,在 D 点与 PA 相交,
∴O是AC的中点,D是AP的中点。
(Ⅱ)∵PO⊥平面ABC,∴∠PBO为线PB与平面ABC所成的夹角,
∵直线PB与平面ABC所成的夹角等于$rac{π}{3}$,∴∠PBO=$rac{π}{3}$,
∵△pac@>是等边三角形,AC=2,AB⊥BC,AB=BC,
∴PO=$sqrt{3}$, AO=CO=BO=1,
O为原点,OB为x轴,OC为y轴,OP为z轴,建立空间直角坐标系,
O(0, 0, 0), B(1, 0, 0), D(0 , -$rac{1}{2}$, $rac{sqrt{ 3}}{2}$), C(0, 1, 0), P(0, 0, $sqrt {3}$),
${OB}$=(1, 0, 0), ${OD}$=(0, -$rac{1}{2 }$, $rac{sqrt{ 3}}{2}$), ${PB}$=(1, 0, -$sqrt{3}$), ${PC}$=(0 , 1, -$sqrt{3} $),
设置平面BDO的法向量${m}$=(x, y, z),
然后 $ left{{}{l}{{m}•{OB}=x=0}\{{m}•{OD}=-rac{1}{ 2}y+rac {sqrt{3}}{2}z=0}end{}.$,取z=1,得到${m}$=(0, $sqrt{3}$ , 1)@ >,
设置平面PBC的法向量${n}$=(a, b, c),
那么 $left{{}{l}{ {n}•{PB}=a-sqrt{3}c=0}\{{n}•{PC}= b-sqrt{3}c=0}end{}.$, 取 a=$sqrt{3}$, 得到 ${n}$=($sqrt{3}, sqrt{3 }$, 1)@>,
设平面BDO与平面PBC所成的二面角的平面角为θ,
那么 cosθ=$rac{|{m}•{n}|}{|{m}| •|{n}|}$=$rac{4}{sqrt{4}•sqrt{7}}$=$rac{2}{sqrt{7}}$, sinθ=$ sqrt{1-rac{4}{7}}$=$rac{sqrt{3}}{sqrt{7}}$,
tanθ=$ rac{sinθ}{cosθ}$=$rac{sqrt{3}}{2}$,
∴平面BDO与平面PBC形成的二面角的平面角的切线为$ rac{sqrt{3}}{2}$。
评论 测试点位置的确定和求二面角正切的方法属于中等题。解题时要认真复习题,注意向量法的合理使用。
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