Question

如图，在三棱锥P－ABC中，PA＝PB＝AB＝2，BC＝3，∠ABC＝90°，平面PAB⊥平面ABC，D、E分别为AB、AC中点．

（Ⅰ）求证：DE∥平面PBC；

（Ⅱ）求证：AB⊥PE；

（Ⅲ）求二面角A－PB－E的大小．

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）由D、E分别为AB、AC中点，得DE∥BC ．可得DE∥平面PBC    

（Ⅱ）连结PD，由PA=PB，得PD ⊥ AB． DE∥BC，BC ⊥ AB，推出DE ⊥ AB．

AB⊥平面PDE，得到AB⊥PE ．

（Ⅲ）证得PD平面ABC 。

以D为原点建立空间直角坐标系。

二面角的A－PB－E的大小为．

【解析】

试题分析：（Ⅰ）D、E分别为AB、AC中点，\DE∥BC ．

DEË平面PBC，BCÌ平面PBC，∴DE∥平面PBC    

（Ⅱ）连结PD， PA=PB，  PD ⊥ AB． DE∥BC，BC ⊥ AB， DE ⊥ AB．又AB⊥平面PDE，PEÌ平面PDE，AB⊥PE ．                      6分

（Ⅲ）平面PAB平面ABC，平面PAB平面ABC=AB，PD  AB，

 PD平面ABC．           7分

如图，以D为原点建立空间直角坐标系

B(1,0,0)，P(0,0,)，E(0,,0) ,

 =(1,0, )， =(0, , ）．

设平面PBE的法向量，

令      得．

 DE⊥平面PAB，平面PAB的法向量为．

设二面角的A－PB－E大小为

由图知，，，

二面角的A－PB－E的大小为．

考点：立体几何中的平行关系、垂直关系，角的计算，空间向量的应用。

点评：典型题，立体几何题，是高考必考内容，往往涉及垂直关系、平行关系、角、距离、体积的计算。在计算问题中，有“几何法”和“向量法”。利用几何法，要遵循“一作、二证、三计算”的步骤，本题利用空间向量，简化了证明及计算过程。