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已知三棱锥P–ABC中,PB⊥平面ABC,∠ABC=60°,PB=AB=BC=6,则二面角C–PA–B的平面角的余弦值是

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:2024/04/30 11:58:44
已知三棱锥P–ABC中,PB⊥平面ABC,∠ABC=60°,PB=AB=BC=6,则二面角C–PA–B的平面角的余弦值是?

 
本题可用解析几何法.
  ∠ABC=60°,AB=BC ==> 等边ΔABC,设边长为a,则有 PA=AB=AC=BC=a=6
  以点B为原点,以平行于ΔABC的BA边中线方向为x轴正方向,BA为y轴正方向,BP为Z轴正方向建立如图空间直角坐标系.
  则各点坐标为:
  P(0,0,a),A(0,a,0),B(0,0,0),C(a√3/2,a/2,0)
  那么二面角C-PA-B即是平面PAB与平面PAC的夹角,两个平面的法向量之间的夹角与之相等或者互补,为使法向量夹角等于二面角C-PA-B,取法向量在x轴分量为正.
   显然PAB平面法向量平行x轴,可取为单位向量 n1=(1,0,0);
   PAC平面法向量在x,y,z轴都有分量,可以设为n2 =(1,y,z);
    n2⊥平面PAC==> n2与平面PAC内任意向量数量积为0,有:
    向量 n2.PA = 0 ==> (1,y,z).(0,a,-a) = a(y-z) =0
    向量 n2.PC = 0 ==> (1,y,z).(a√3/2,a/2,-a) = a(√3/2+y/2-z) =0
  两式联立,解得:
    y = z = √3
  因此:n2 = (1,√3,√3)
    设n1,n2夹角为θ,则有:
    Cosθ= n1.n2/(|n1|*|n2|) = (1,0,0).(1,√3,√3)/(1*√7) = √7/7
  因此而二面角C-PA-B的余弦值为 √7/7