如图,三棱锥P-ABC中,PB⊥底面ABC,AC⊥BC,PB=BC=AC,点E、F分别是PC、PA的中点.(Ⅰ)求证:PC⊥平面

2025-05-19 12:47:43
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回答1:

方法(一)
(Ⅰ)证明:由已知可得△PBC为等腰直角三角形,则BE⊥PC.    (1分)
由PB⊥平面ABC,AC?平面ABC,则PB⊥AC.
又AC⊥BC,BC∩PB=B,
则AC⊥平面PBC,由PC?平面PBC,得AC⊥PC. (3分)
由中位线定理得,EF∥CA,于是EF⊥PC,又BE∩EF=E,
所以PC⊥平面BEF.           (6分)
(Ⅱ)解:由第(Ⅰ)问,已证明AC⊥平面PBC,又BE?平面PBC,
则AC⊥BE.已证明BE⊥PC,又PC∩AC=C,则BE⊥平面PAC.
因为EF?平面PAC,AE?平面PAC,所以BE⊥EF,BE⊥AE.
由二面角的定义,得∠AEF为二面角A-EB-F的平面角.(9分)
设PB=BC=AC=2,则PE=EC=

2
AB=2
2

在Rt△PAB中,PB=2,AB=2
2
,所以PA=2
3

在Rt△ACE中,AC=2,EC=
2
,∴AE=
6

在△AEF中,由余弦定理得,cos∠AEF=
EF2+AE2?AF2
2?EF?AE
1+6?3
2?1?