题目内容
如图,在四棱锥中,
底面
,
,
,
,
.
(1)若E是PC的中点,证明:平面
;
(2)试在线段PC上确定一点E,使二面角P- AB- E的大小为,并说明理由.
(1)先证,再证
,利用线面垂直的判定定理即可证明
(2)
解析试题分析:(1)证明:,
,
,
又,
,
,
, 4 分
,
,
又中,
,
,
,
又是PC中点,
7分
(2)过E作交AC于G,过G作GH⊥AB,垂足为H,则由
知 ,
,
是二面角
的平面角的余角,即
. 10分
设,
,则
,
12分
,
,
14分
方法二(向量法)
如图,分别以为x,y,z轴建立空间直角坐标系,设
,则A(0,0,0),B(2,0,0),P(0,0,2),C(1,
,0),E(
) 9分
设平面的一个法向量
,则
由及
得
) 11分
而平面PAB的一法向量, 12分
,解得
,即
14分
考点:本小题主要考查空间中线面垂直的证明和二面角的求解.
点评:解决立体几何问题,可以用判定定理和性质定理进行证明,也可以用空间向量求解,两种方法各有利弊,注意用传统的方法证明或求解时,要紧扣相应的判定定理和性质定理,定理中要求的条件缺一不可,而如果用向量解决问题,要注意各个量尤其是角的取值范围.
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