18.(本小题满分12分)

如图,PC⊥平面ABC,PM∥CB,∠ACB=120°,PM=AC=1,BC=2,异面直线AM与直线PC所成的角为60°.

(Ⅰ)求二面角M-AC-B大小的正切值;

(Ⅱ)求三棱锥P-MAC的体积.

[解]方法一:(Ⅰ)取BC的中点N,连结MN.

由已知,PMCN,则MNPC,所以MN⊥平面ABC.               (1分)

过点N作NH⊥AC,交AC的延长线于H,连结MH,

由三垂线定理知,AC⊥MH.

所以∠MHN为二面角M-AC-B的平面角.                    (3分)

连结AN,在△ACN中,由余弦定理,得.

由已知∠AMN=60°,在Rt△ANM中,.             (6分)

在Rt△CHN中,.                    (7分)

在Rt△MNH中,.

故二面角M-AC-B的正切值是.                      (8分)

(Ⅱ)因为四边形PCNM为正方形,MN⊥平面ABC,则

.      (12分)

方法二:(Ⅰ)在平面ABC内,过点C作CB的垂线,

按如图所示建立空间直角坐标系.                    (1分)

设点,由已知可得,点,

,则.

因为直线AM与直线PC所成的角为60°,则

,即.

解得z0=1,从而.                (3分)

设平面MAC的一个法向量为n,则,即.

取,则n.                         (5分)

又m=(0,0,1)为平面ABC的一个法向量,设向量m与n的夹角为θ,则.

从而,.                        (7分)

显然,二面角M-AC-B的平面角为锐角,故二面角M-AC-B的正切值是.   (8分)

(Ⅱ)因为a=(1,0,0)为平面PCM的一个法向量,,则

点A到平面PCM的距离.                    (10分)

又PC=PM=1,则.    (12分)

 0  312145  312153  312159  312163  312169  312171  312175  312181  312183  312189  312195  312199  312201  312205  312211  312213  312219  312223  312225  312229  312231  312235  312237  312239  312240  312241  312243  312244  312245  312247  312249  312253  312255  312259  312261  312265  312271  312273  312279  312283  312285  312289  312295  312301  312303  312309  312313  312315  312321  312325  312331  312339  447090 

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