如图,△BCD中,AB=BC=1,∠ACB=120°,O为△ABC的外心,PO⊥平面ABC,且PO=.(I)求证:BO∥平面PAC;(II)若点M为PC上,且PC⊥平

发布时间:2020-07-31 16:38:42

如图,△BCD中,AB=BC=1,∠ACB=120°,O为△ABC的外心,PO⊥平面ABC,且PO=.
(I)求证:BO∥平面PAC;
(II)若点M为PC上,且PC⊥平面AMB,求二面角A-BM-O的正弦值.

网友回答

(1)证明:连接OC,交AB于点D,O为△ABC的外心,AB=BC=1,OA=OB,OC=0C,故△OAC≌△OBC,∴∠ACO=∠BCO=∠ACB=60°.
故△OAC和△OBC 都是等边三角形,故平行四边形ACBO为菱形,故OB与AC平行且相等.
再由AC?平面PAC,OB不在平面PAC内,可得BO∥平面PAC.
(II)∵PC⊥平面AMB,∴PC⊥DM,直角三角形POC中,PO=,OC=1,∴PC=.
由△POC∽△CMD,D为OC中点可得,CM=,建立如图所示的空间坐标系,则得O(0,-,0),A(,0,0),B(-,0,0),M(0,,).
∴=(-,0,0),=(-,,),=(-,,0),=(0,,).
设平面MAB的法向量为=(x,y,z),由?解得=(0,1,-).
设平面OMB的法向量为=(x′,y′,z′),由?解得=(1,,-4).
故cos<,>===,故sin<,>=,故二面角A-BM-O的正弦值为.

解析分析:(1)连接OC,交AB于点D,先证明△OAC≌△OBC,可得平行四边形ACBO为菱形,故OB与AC平行且相等,再由线面平行的判定定理可得BO∥平面PAC.(II)建立如图所示的空间坐标系,求出有关点的坐标,分别求出两个平面的法向量和的坐标,利用两个向量的夹角公式求出cos<,>,从而求出sin<,>的值,即得所求

点评:本题主要考查直线和平面平行的判定定理,用向量的方法求二面角的大小,体现了数形结合的数学思想,属于难题.
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