解答题如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥BC,P为A1C1的中点,AB=BC=PA.
(I)求证:PA⊥B1C;
(II)求PA与平面ABB1A1所成角的大小.
网友回答
解:由题意可以建立以下空间直角坐标系:以点B为坐标原点,分别以BA、BC、BB1所在的直线为x轴、y轴、z轴.如图所示:设|BA|=2,|BB1|=z,则B(0,0,0),A(2,0,0),
C(0,2,0),B1(0,0,z),A1(2,0,z),C1(0,2,z),∴线段A1C1的中点P(1,1,z),
∴.
∵|PA|=|AB|=2,∴,解得.即B1(0,0,),A1(2,0,),.
(Ⅰ)∵=,=,
∴=2-2=0,∴,即AP⊥B1C.
(Ⅱ)设PA与平面ABB1A1所成角为θ,.
取平面ABB1A1的法向量,
则sinθ===.
∴.解析分析:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系,分别求出、,只要证明即可.(Ⅱ)取平面ABB1A1的法向量,利用公式则sinθ==求出即可.点评:通过建立空间直角坐标系,利用数量积和平面的法向量是解决此类问题的通法,应熟练掌握.