题目内容

已知:如图,三棱锥P-ABC中,AP=ACPB=2,将此三棱锥沿三条侧棱剪开,其展开图是一个直角梯形P1P2P3A

    1)求证:侧棱PB^AC

    2)求侧面PAC与底面ABC所成的二面角大小.

答案:
解析:

1)证明:如图,将直角梯形折成三棱锥时,P1A^P1BP2C^P2B在立体图中关系不变,故有PA^PBPC^PB,∴ PB^平面PAC,∴ PB^AC

    2)解:作PD^AC,由三垂线定理,BD^AC.∴ ÐPDB为侧面PAC与底面ABC所成二面角的平面角,在平面图形中作AE^CP3E,由PB=2AE=4.且由AC=APECP3中点.设PA=x,则在平面图中P1A=AC=P3A=xCE=EP3=.又CP2=CP3,∴ x-CE=2CE,∴ =x2-16,∴ 8x2=144x=3.由,得P3D=,即PD=.由P2B=2BD=P3B-P3D=,由余弦定理得cosÐPDB=,即所求二面角大小为arccos


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