题目内容
如图:在三棱锥
中,![]()
是直角三角形,
,
,点
、
分别为
、
的中点.
![]()
(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求直线
与平面
所成的角的大小;
(Ⅲ)求二面角
的正切值.
解法一:(Ⅰ) 连结BD.在
中,
.
![]()
∵
,点
为AC的中点,∴
.
又∵
即BD为PD在平面ABC内的射影,
∴
.
∵
分别为
的中点,∴
,
∴
.
(Ⅱ)∵
∴
.
连结
交
于点
,∵
,
,∴
,
∴
为直线
与平面
所成的角,
.
∵
∴
,
,又∵
,
∴
.∵
,∴
,
∴在Rt△
中,
,∴
.
(Ⅲ)过点
作
于点F,连结
,∵![]()
∴
即BM为EM在平面PBC内的射影,
∴
∴
为二面角
的平面角.
∵
中,
,∴
.
解法二:建立空间直角坐标系B―xyz,如图,
![]()
则![]()
![]()
,
,
,
,
.
(Ⅰ)∵
,
,
∴
∴
.
(Ⅱ)由已知可得,
为平面
的法向量,
,
∴
,
∴直线
与面
所成角的正弦值为
.
∴直线
与面
所成的角为
.
(Ⅲ)设平面PEF的一个法向量为a
,∵
,![]()
∴
令
,∴ a![]()
由已知可得,向量
为平面PBF的一个法向量,
∴
a
,∴
a
.
∴二面角
的正切值为
.
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