18.如图,在三棱锥P-ABC中,AB⊥BC,AB=BC=
PA,点O、D分别是AC、PC的中点,OP⊥底面ABC.
(Ⅰ)求证:OD∥平面PAB;
(Ⅱ) 求直线OD与平面PBC所成角的大小.


解:解法一
(Ⅰ)∵O、D分别为AC、PC的中点:∴OD∥PA,又AC
平面PAB,∴OD∥平面PAB.
(Ⅱ)∵AB⊥BC,OA=OC,∴OA=OC=OB,又∵OP⊥平面ABC,∴PA=PB=PC.
取BC中点E,连结PE,则BC⊥平面POE,作OF⊥PE于F,连结DF,则OF⊥平面PBC
∴∠ODF是OD与平面PBC所成的角.
又OD∥PA,∴PA与平面PBC所成角的大小等于∠ODF.
在Rt△ODF中,sin∠ODF=
,∴PA与平面PBC所成角为arcsin
解法二:
∵OP⊥平面ABC,OA=OC,AB=BC,∴OA⊥OB,OA⊥OP,OB⊥OP.
以O为原点,射线OP为非负x轴,建立空间坐标系O-xyz如图),设AB=a,则A(
a,0,0).
B(0,
a,0),C(-
a,0,0).设OP=h,则P(0,0,h).

(Ⅰ)∵D为PC的中点,∴
又
∥
,
∴OD∥平面PAB.
(Ⅱ)∵k=
则PA=2a,∴h=
∴
可求得平面PBC的法向量
∴cos
.
设PA与平面PBC所成角为θ,刚sinθ=|cos(
)|=
.
∴PA与平面PBC所成的角为arcsin
.