Question

如图，三棱锥P—ABC中，PC⊥平面ABC，PC=AC=2，AB=BC， D是PB上一点，且CD⊥平面PAB．

（1）求证：AB⊥平面PCB；
（2）求异面直线AP与BC所成角的大小；

Answer 1

（1）见解析；（2）. 

试题分析：（1）主要考虑证明AB垂直于平面PCB内的两条相交直线.根据PC⊥平面ABC，AB平面ABC，得到PC⊥AB.根据CD⊥平面PAB，AB平面PAB，得到OC⊥AB.因此AB平面PCB.
（2）有两种思路，
一是“几何法”，通过“一作，二证，三计算”确定异面直线PA与BC所成的角为.
二是“向量法”，以B为原点，建立如图所示的坐标系.通过确定向量的坐标
利用
得到异面直线AP与BC所成的角为 
试题解析：解法一：（1）∵PC⊥平面ABC，AB平面ABC，∴PC⊥AB.      2分
∵CD⊥平面PAB，AB平面PAB，∴OC⊥AB.   3分
又PCCD=C，∴AB平面PCB.     4分

（2）过点A作AF//BC，且AF=BC，连接PF，CF.
则∠PAF为异面直线PA与BC所成的角.      5分
由（1）可得AB⊥BC,∴CF⊥AF.
由三垂线定理，得PF⊥AF。
则AF=CF=
在Rt△PFA中，          
∴异面直线PA与BC所成的角为.      12分
解法二：（1）同解法一.
（2）由（1）AB⊥平面PCB，∵PC=AC=2，
又∵AB=BC，可求得BC=
以B为原点，建立如图所示的坐标系.
则A（0，，0），B（0，0，0），C（，0，0），P（，0，2）.
     8分
则

∴异面直线AP与BC所成的角为     12分