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1、试题题目:如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1各棱长都为a,P为线段A1B上的动点...

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-11-13 07:30:00

试题原文

如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1各棱长都为a,P为线段A1B上的动点.
(Ⅰ)试确定A1P:PB的值,使得PC⊥AB;
(Ⅱ)若A1P:PB=2:3,求二面角P-AC-B的大小;

  试题来源:四川省模拟题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:二面角



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:

解:【法一】(Ⅰ)当PC⊥AB时,作P在AB上的射影D. 连结CD.
则AB⊥平面PCD,
∴AB⊥CD,∴D是AB的中点,
又PD∥AA1,∴P也是A1B的中点,即.  
反之当A1P:PB=1时,取AB的中D′,连接CD′、PD′.
∵△ABC为正三角形,∴CD′⊥AB.  
由于P为A1B的中点时,PD′∥A1A
∵AA1⊥平面ABC,∴PD′⊥平面ABC,
∴PC⊥AB
(Ⅱ)当A1P:PB=2:3时,作P在AB上的射影D.
则PD⊥底面ABC.作D在AC上的射影E,连结PE,
则PE⊥AC.∴为二面角P-AC-B的平面角.
又∵PD∥AA1,∴
.∴
又∵,∴.∴
∴P-AC-B的大小为
【法二】以A为原点,AB为x轴,过A点与AB垂直的直线为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,如图所示,
,则.
(Ⅰ)由,即
,即P为A1B的中点,也即时,PC⊥AB
(Ⅱ)当时,P点的坐标是.  取.
.
是平面PAC的一个法向量.
又平面ABC的一个法向量为.

∴二面角P-AC-B的大小是60°

3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1各棱长都为a,P为线段A1B上的动点...”的主要目的是检查您对于考点“高中二面角”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中二面角”。


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