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三棱锥P-ABC中△PAC是边长为4的等边三角形,△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,平面PAC⊥面ABC,D、

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/29 06:17:42
三棱锥P-ABC中△PAC是边长为4的等边三角形,△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,平面PAC⊥面ABC,D、E分

(1)求证AC⊥PD;
(2)求二面角E-AC-B的正切值.
(3)求三棱锥P-CDE与三棱锥P-ABC的体积之比.
三棱锥P-ABC中△PAC是边长为4的等边三角形,△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,平面PAC⊥面ABC,D、
(1)
取AC中点为M,连接PM,DM
∵D是AB中点
∴DM//BC
∵BC⊥AC
∴AC⊥DM
∵ΔPAC是等边三角形,M是AC中点
∴AC⊥PM,
又PM∩DM=M
∴AC⊥平面PDM
∵PD在平面PDM内
∴AC⊥PD
(2)
∵平面PAC⊥平面ABC,交线为AC
PM⊥AC
∴PM⊥平面ABC
以M为原点,分别以MA,MD,MP为x,y,z轴
建立直角坐标系M-xyz
∵AC=BC=4,
∴MD=2,MP=2√3
那么,A(2,0,0),C(-2,0,0),B(-2,4,0),P(0,0,2√3)
E(-1,2,√3),CE=(1,2,√3)
设平面EAC的一个法向量为m=(x,y,z)
∴m●CE=x+2y+√3z=0
m●CA=4x=0
取x=0,y=√3,z=-2
∴m=(0,√3,-2)
又平面ABC的一个法向量为MP=(0,0,2√3)
∴cos
=m●MP/(|m||MP|)=-4√3/(√7*2√3)=-2√7/7
设二面角E-AC-B的大小为α,则α是锐角
∴cosα=2√7/7
∴sinα=√21/7
∴tanα=tanα/cosα=√3/2
即二面角E-AC-B的正切值为√3/2
(3)
由(1)知DM//BC,
DM不在平面PBC内
BC在平面PBC呢日
∴DM//平面PBC
那么
VP-CDE
=VD-PCE
=VM-PCE
=VE-PCM
=1/2VE-PAC
=1/4*VB-PAC
=1/4*VP-ABC
∴三棱锥P-CDE与三棱锥P-ABC的体积之比为1/4