Question

如图所示,在四面体P—ABC中,已知PA=BC=6,PC=AB=10,AC=8,PB=,F是线段PB上一点,CF=,点E在线段AB上,且EF⊥PB.

(1)证明PB⊥平面CEF;

(2)求二面角B-CE-F的大小.

Answer 1

(1)证明:∵PA²+AC²=36+64=100=PC²,

∴△PAC是以∠PAC为直角的直角三角形,同理可证,

△PAB是以∠PAB为直角的直角三角形,△PCB是以∠PCB为直角的直角三角形.

故PA⊥平面ABC.

又∵S_△PBC=|PC||BC|=×10×6=30,

而|PB||CF|=××=30=S_△PBC.

故CF⊥PB.

又已知EF⊥PB,

∴PB⊥平面CEF.

(2)解:由(1)知PB⊥CE,PA⊥平面ABC,

∴AB是PB在平面ABC上的射影,故AB⊥CE.

在平面PAB内,过F作FF₁垂直AB且交AB于F₁点,则FF₁⊥平面ABC,

EF₁是EF在平面ABC上的射影,

∴EF⊥EC.

故∠FEB是二面角BCEF的平面角.

tan∠FEB=cot∠PBA=.

故二面角BCEF的大小为arctan.