如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面垂直,AA1=AB=AC=1,AB⊥AC,M、N分别是CC1、BC的中点,点P在直线A1B1上,且满足.(1)证明:P

发布时间:2020-07-31 17:09:54

如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面垂直,AA1=AB=AC=1,AB⊥AC,M、N分别是CC1、BC的中点,点P在直线A1B1上,且满足.
(1)证明:PN⊥AM;
(2)若平面PMN与平面ABC所成的角为45°,试确定点P的位置.

网友回答

解:(1)证明:如图,以AB,AC,AA1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系A-xyz.
则P(λ,0,1),N(,,0),M(0,1,),
从而=(-λ,,-1),=(0,1,),=(-λ)×0+×1-1×=0,所以PN⊥AM.
(2)平面ABC的一个法向量为 ==(0,0,1).
设平面PMN的一个法向量为 =(x,y,z),
由(1)得 =(λ,-1,).

解得
∵平面PMN与平面ABC所成的二面角为45°,
∴|cos<,>|=||==,
解得λ=-.(11分)
故点P在B1A1的延长线上,且|A1P|=.(12分)

解析分析:(1)以AB,AC,AA1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,求出各点的坐标及对应向量的坐标,易判断 =0,即PN⊥AM;(2)平面PMN与平面ABC所成的二面角为45°,则平面PMN与平面ABC法向量的夹角为45°,代入向量夹角公式,可以构造一个关于λ的方程,解方程即可求出对应λ值,进而确定出满足条件的点P的位置.

点评:本题考查的知识点是向量评议表述线线的垂直、平等关系,用空间向量求直线与平面的夹角,用空间向量求平面间的夹角,其中熟练掌握向量夹角公式是解答此类问题的关键.
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