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如图三棱锥P-ABC中,△ABC是正三角形,∠PCA=90°,D为PA的中点,二面角P-AC-B为120°,PC=2,A

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/29 11:32:03
如图三棱锥P-ABC中,△ABC是正三角形,∠PCA=90°,D为PA的中点,二面角P-AC-B为120°,PC=2,AB=2
3
(Ⅰ)证明:取AC中点E,连DE、BE,
则DE∥PC,PC⊥AC
∴DE⊥AC …(2分)
又△ABC是正三角形可得BE⊥AC
由线面垂直的判定定理知AC⊥平面DEB,又BD⊂平面BED
∴AC⊥BD                             …(5分)  
(Ⅱ)由(Ⅰ)中知DE⊥AC,BE⊥AC
∴∠DEB是二面角P-AC-B的平面角,∴∠DEB=120°
又AB=2
3其中线 BE=

3
2AB=3DE=
1
2PC=1
∵AC⊥平面BDE,AC⊂平面ABC
∴平面ABC⊥平面BDE且交线为BE,…(7分)
过D作平面ABC的垂线DF,垂足F必在直线BE上  
又∠DEB=120°,∴设F在BE延长线上,则∠DBE即为BD与底面ABC所成的角         …(9分)
又△DEB中 DB2=DE2+BE2-2BE•DEcos120°=13,∴BD=
13
由正弦定理:
DE
sin∠DBE=

13
sin120°,
∴sin∠DBE=

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26,即BD与底面ABC所成的角的正弦值为

39
26…(12分)