解答题如图,已知PA⊥平面ABC,且,等腰直角三角形ABC中,AB=BC=1,AB⊥BC,AD⊥PB于D,AE⊥PC于E.
(1)求证:PC⊥平面ADE;
(2)求直线AB与平面ADE所成角的大小.
网友回答
解:(1)证明:因为PA⊥平面ABC,
所以PA⊥BC,又AB⊥BC,且PA∩AB=A,
所以BC⊥平面PAB,从而BC⊥AD.…(3分)
又AD⊥PB,BC∩PB=B,所以AD⊥平面PBC,得PC⊥AD,
又PC⊥AE,所以PC⊥平面ADE.…(6分)
(2)在平面PBC上,过点B作BF平行于PC交ED延长线于点F,连接AF,
因为PC⊥平面ADE,
所以BF⊥平面ADE,∠BAF为直线AB和平面ADE所成的角.…(9分)
在三角形PBC中,PD=,则BD=,得BF=.
在Rt△BFA中,,
所以直线AB与平面ADE所成的角为30°.…(12分)
另解:过点B作BZ∥AP,则BZ⊥平面ABC,如图所示,分别以BA,BC,BZ所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系.则A(1,0,0),C(0,1,0),P(1,0,),因为PC⊥平面ADE,设向量所成的角为θ,
则,
则直线AB与平面ADE所成的角为30°.…(12分)解析分析:(1)欲证PC⊥平面ADE,根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证PC与平面ADE内两相交直线垂直,而PC⊥AD,PC⊥AE,AE∩AD=A,满足定理条件;(2)在平面PBC上,过点B作BF平行于PC交ED延长线于点F,连接AF,根据线面所成角的定义知∠BAF为直线AB和平面ADE所成的角,在RT△BFA中求出此角即可.也可以建立空间直角坐标系,利用向量来求.点评:本题主要考查了直线与平面垂直的判定,以及直线与平面所成的角,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力,属于基础题.