题目内容
【题目】四面体P﹣ABC中,PA,PB=PC=AB=AC=2,BC=2
,动点Q在△ABC的内部(含边界),设∠PAQ=α,二面角P﹣BC﹣A的平面角的大小为β,△APQ和△BCQ的面积分别为S1和S2,且满足
,则S2的最大值为_____.
【答案】4﹣2.
【解析】
取BC的中点M,由题意可得AM=PM=PA,则β=∠PMA=60°,作QH⊥BC于H,则
sinα,再由BC=2PA=2
,可得AQ=QH,即Q为三角形ABC内的一条抛物线,当Q在AB或AC上时,S2最大,求出S2的最大值.
如图所示:
取BC的中点M,连接AM,PM,
因为PB=PC=AB=AC,
AM⊥BC,PM⊥BC,且PA,PB=PC=AB=AC=2,BC=2
,
所以AM=PM=PA,
所以β=∠PMA=60°,
作QH⊥BC于H,
所以sinα,
所以
而BC=2PA=2,
所以AQ=QH,
所以Q的轨迹是△ABC内的一条抛物线,
当Q在AB或AC上时,S2最大,
不妨设在AB上,此时,
即,
解得AQ=QH=2(1),
所以S2=4﹣2.
故答案为:4﹣2

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