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已知三棱锥P-ABC中,PA垂直平面ABC,AB垂直AC,PA=AC=2/1AB=1,N为AB上一点且满足3AN=NB,

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/30 19:38:12
已知三棱锥P-ABC中,PA垂直平面ABC,AB垂直AC,PA=AC=2/1AB=1,N为AB上一点且满足3AN=NB,M和S分别为PB,BC中点。
(1)证明CM垂直SN
(2)求SN与平面CMN所成角的大小
(3)求三棱锥外接球体积V
/>(1)分别以AP、AB、AC为边,建立坐标系,AP为Z轴,AB为Y轴,AC为X轴,
得到各点的坐标为A(0,0,0),B(0,1,0),C(0.5,0,0),P(0,0,0.5)
N(0,0.25,0),M(0,0.5,0.25),S(0.25,0.5,0)
所以,得到向量CM=(-0.5,0.5,0.25),向量SN=(-0.25,-0.25,0)
向量CM*向量SN=-0.5*-0.25+0.5*-0.25+0.25*0=0,因此,向量CM与向量SN垂直;
(2)向量CM=(-0.5,0.5,0.25),向量CN=(-0.5,0.25,0),可得平面CMN的法向量r
法向量r*向量CM=0;法向量r*向量CN=0;解方程得:法向量r=(1,2,-2)
向量SN与法向量r的夹角=SN*r/(向量模的乘积)=45°,因此向量与面的夹角为向量夹角的余角=45°
(3)求外接球的体积就是求其半径,V=4/3*Pi*r^3,即,其两点之间的距离分别相等,∣向量RA∣=∣向量RB∣=∣向量RC∣=∣向量RP∣,R=(0.25,0.5,0.25),r=sprt(6)/4,
体积V=sprt(6)/8*Pi(Pi=3.1415926……)