如图,在三棱锥P-ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,侧面PAB为等边三角形,侧棱PC=2,(Ⅰ)求证:PC⊥AB;(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面ABC;(Ⅲ)求二面角B-AP-C的余弦值。-高
解:(Ⅰ)设AB中点为D,连结PD,CD,因为AP=BP,所以PA⊥AB,又AC=BC,所以CD⊥AB,因为,所以AB⊥平面PCD,因为平面PCD,所以PC⊥AB; (Ⅱ)由已知∠ACB=90°,AC=BC=2,所以, 又△PAB为正三角形,且PD⊥AB,所以,因为,所以∠CDP=90°,由(Ⅰ)知∠CDP是二面角P-AB-C的平面角,所以平面PAB⊥平面ABC。(Ⅲ)由(Ⅱ)知CD⊥平面PAB,过D作DE⊥PA于E,连结CE,则CE⊥PA,所以∠DEC是二面角B-AP-C的平面角,在Rt△CDE中,易求得,因为,所以,所以,即二面角B-AP-C的余弦值为。
题目简介
如图,在三棱锥P-ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,侧面PAB为等边三角形,侧棱PC=2,(Ⅰ)求证:PC⊥AB;(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面ABC;(Ⅲ)求二面角B-AP-C的余弦值。-高
题目详情
(Ⅰ)求证:PC⊥AB;
(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面ABC;
(Ⅲ)求二面角B-AP-C的余弦值。
答案
解:(Ⅰ)设AB中点为D,连结PD,CD,
,
平面PCD,
,
,
,
,
,
,
,
。
因为AP=BP,所以PA⊥AB,
又AC=BC,所以CD⊥AB,
因为
所以AB⊥平面PCD,
因为
所以PC⊥AB;
(Ⅱ)由已知∠ACB=90°,AC=BC=2,
所以
又△PAB为正三角形,且PD⊥AB,所以
因为
所以∠CDP=90°,
由(Ⅰ)知∠CDP是二面角P-AB-C的平面角,
所以平面PAB⊥平面ABC。
(Ⅲ)由(Ⅱ)知CD⊥平面PAB,
过D作DE⊥PA于E,连结CE,
则CE⊥PA,所以∠DEC是二面角B-AP-C的平面角,
在Rt△CDE中,易求得
因为
所以
所以
即二面角B-AP-C的余弦值为