高中数学问题,这个题第二问用向量法怎么做?

2025-05-10 10:18:44
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回答1:

(1)△ABC是圆O内接三角形,且AB过圆心O,故△ABC是Rt△,BC⊥AC,

又PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC

∴BC⊥面PAC,BC⊥AE

Rt△PAC中,PA=AC,E点是PC中点,

∴AE⊥PC,∴AE⊥面PBC,∴AE⊥PB

(2)

作CD∥AP,AF⊥PB,CG⊥PB,AF与CG夹角为二面角A-PB-C的夹角

分别以CA、CB、CD为x、y、z轴

易知各点坐标:

A(1,0,0),B(0,√2,0),C(0,0,0),P(1,0,1)

PB=(-1,√2,-1)

Rt△PAB三边PA=1,AB=√3,PB=2

易知PF=1/2=1/4PB=(-1/4,√2/4,-1/4)

F点坐标(3/4,√2/4,3/4),AF=(-1/4,√2/4,3/4)

Rt△PCB三边PC=√2,CA=√2,PB=2

易知G点是PB中点,PG=1/2PB=(-1/2,√2/2,-1/2)

G点坐标(1/2,√2/2,1/2),CG=(1/2,√2/2,1/2)

二面角A-PB-C的夹角θ的余弦

cosθ=AF·CG/[√(AF²)√(CG²)]

=(-1/4,√2/4,3/4)(1/2,√2/2,1/2)/[√((-1/4,√2/4,3/4)²)√((1/2,√2/2,1/2)²)]

=√3/3