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如图,三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,△ABC是正三角形,AB=4,PA=3,M是AB的中点.

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:2024/05/02 02:43:46
如图,三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,△ABC是正三角形,AB=4,PA=3,M是AB的中点.
(1)求证:CM⊥平面PAB;
(2)设二面角A-PB-C的大小为θ,求cosθ的值.
(本题15分)
(Ⅰ)证明:因为PA⊥底面ABC,
所以PA⊥CM.┅(3分)
因为△ABC是正三角形,
M是AB的中点,所以CM⊥AB.┅(6分)
所以,CM⊥平面PAB.┅(7分)
(Ⅱ)以M为原点,MC为x轴,MB为y轴,
建立空间直角坐标系O-xyz,如图.

AP=(0,0,3),

AC=(2
3,2,0).


n=(x,y,z)是平面APC的法向量,


n•

AP=3z=0

n•

AC=2
3x+2y=0,取x=1,得

n=(1,-
3,0).┅(10分)

BP=(0,−4,3),

BC=(2
3,−2,0).


m=(a,b,c)是平面BPC的法向量,


m•

BP=−4b+3c=0

m•

BC=2
3a−2b=0,取a=
3,得

m=(
3,3,4).┅(13分)
故cosθ=|cos<

m,

n>|=
2
3
2×2
7=

21
14.┅(15分)