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1、试题题目:如图所示,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=BC=CA=2,M为AB的中..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-01-19 07:30:00

试题原文

如图所示,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=BC=CA=2,M为AB的中点,四点P、A、M、C都在球O的球面上,
(1)证明:平面PAB⊥平面PCM;
(2)证明:线段PC的中点为球O的球心;
(3)若球O的表面积为20π,求二面角A-PB-C的平面角的余弦值.

  试题来源: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:平面与平面垂直的判定与性质



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)证明:∵AC=BC,M为AB的中点,
∴CM⊥AB,
∵PA⊥平面ABC,CM平面ABC,
∴PA⊥CM,
∵AB∩PA=A,AB平面PAB,PA平面PAB,
∴CM⊥平面PAB,
∵CM平面PCM,
∴平面PAB⊥平面PCM。
(2)证明:由(1)知CM⊥平面PAB,
∵PM平面PAB,
∴CM⊥PM,
∵PA⊥平面ABC,AC平面ABC,
∴PA⊥AC,
如图(1),取PC的中点N,连接MN、AN,
在Rt△PAC中,点N为斜边PC的中点,
∴AN=PN=NC,
在Rt△PMC中,点N为斜边PC的中点,
∴MN=PN=NC,
∴PN=NC=AN=MN,
∴点N是球O的球心,即线段PC的中点为球O的球心.
(3)解:依题意得4π·NC2=20π,解得

作MD⊥PB,垂足为D,连接CD,
由(1)知CM⊥平面PAB,
∵PB平面PAB,
∴PB⊥CM,
又MD∩MC=M,∴PB⊥平面CMD,
∵CD平面CMD,
∴CD⊥PB,
∴∠CDM是二面角A-PB-C的平面角,
在Rt△PAB和Rt△MDB中,


在Rt△CMD中,

∴二面角A-PB-C的平面角的余弦值是
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“如图所示,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=BC=CA=2,M为AB的中..”的主要目的是检查您对于考点“高中平面与平面垂直的判定与性质”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中平面与平面垂直的判定与性质”。


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