如图甲,在直角梯形ABCD中,角ABC=角DAB=90°,角CAB=30°,BC=1,AD=CD,把△DAC沿对角线AC折起后如图乙所示(点D记为P),点P在平面ABC上的正投影E落在线段AB上,连接PB,(1)求直线PC与平面PAB所成的角的大小

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/06 02:22:41
如图甲,在直角梯形ABCD中,角ABC=角DAB=90°,角CAB=30°,BC=1,AD=CD,把△DAC沿对角线AC折起后如图乙所示(点D记为P),点P在平面ABC上的正投影E落在线段AB上,连接PB,(1)求直线PC与平面PAB所成的角的大小

如图甲,在直角梯形ABCD中,角ABC=角DAB=90°,角CAB=30°,BC=1,AD=CD,把△DAC沿对角线AC折起后如图乙所示(点D记为P),点P在平面ABC上的正投影E落在线段AB上,连接PB,(1)求直线PC与平面PAB所成的角的大小
如图甲,在直角梯形ABCD中,角ABC=角DAB=90°,角CAB=30°,BC=1,AD=CD,把△DAC沿对角线AC折起后如图乙所示(点D记为P),点P在平面ABC上的正投影E落在线段AB上,连接PB,
(1)求直线PC与平面PAB所成的角的大小;
(2)求二面角P-AC-B的大小的余弦值.

如图甲,在直角梯形ABCD中,角ABC=角DAB=90°,角CAB=30°,BC=1,AD=CD,把△DAC沿对角线AC折起后如图乙所示(点D记为P),点P在平面ABC上的正投影E落在线段AB上,连接PB,(1)求直线PC与平面PAB所成的角的大小
∵∠ABC=∠DAB=90°,∠CAB=30°,BC=1,
∴AB=BC/tan30°=根号3   AC=BC/sin30°=2  ∠DAC=60°
.∵AD=CD,
∴△DAC为等边三角形.
∴AD=CD=AC=2.
在图5中,
∵点E为点P在平面ABC上的正投影,
∴PE⊥平面ABC.
∵BC⊂平面ABC,
∴PE⊥BC.
∵∠CBA=90°,
∴BC⊥AB.
∵PE∩AB=E,PE⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,
∴BC⊥平面PAB.
∴∠CPB为直线PC与平面PAB所成的角.在Rt△CBP中,BC=1,PC=DC=2,
∴sin∠CPB=BC/PC=0.5
∵0°<∠CPB<90°,
∴∠CPB=30°.
∴直线PC与平面PAB所成的角为30°.(6分)
取AC的中点F,连接PF,EF.
∵PA=PC,
∴PF⊥AC.
∵PE⊥平面ABC,AC⊂平面ABC,
∴PE⊥AC.
∵PF∩PE=P,PF⊂平面PEF,PE⊂平面PEF,
∴AC⊥平面PEF.
∵EF⊂平面PEF,
∴EF⊥AC.
∴∠PFE为二面角P-AC-B的平面角
在Rt△EFA中,AF=0.5AC=1,∠FAE=30°
∴EF=AF•tan30°=3倍根号3  AE=EF²+AF²开根号=3分之2倍根号3  
 在Rt△PFA中,PF=PA²−AF²开根号=根号3
在Rt△PEF中,cos∠PFE=EF/PF=三分之一
∴二面角P-AC-B的大小的余弦值为三分之一