Question

【挑戰自我】

如圖，已知PD⊥平面ABCD，AD⊥DC，AD∥BC，PD∶DC∶BC＝1∶1∶.

（1）求二面角D－PB－C的正切值；

（2）當AD∶BC的值是多少時，能使平面PAB⊥平面PBC？證明你的結論.

Answer 1

（1）∴二面角D－PB－C的正切值為

（2）∴當平面PAB⊥平面PBC時，

解析:

：（1）如圖，取PC中點E，連DE.∵PD＝DC，∴DE⊥PC.又∵BC⊥DC，BC⊥PD，　∴BC⊥平面PDC，則面BPC⊥面PDC，∴DE⊥面PBC.過E作EF⊥PB于F，連DF，則由三垂線定理有DF⊥PB.∴∠DFE＝θ為二面角D－PB－C的平面角.

設PD＝DC＝1，則BC＝，DE＝，PC＝.又∵在Rt△DEF中，tanθ=

∴二面角D－PB－C的正切值為

（2）AD∶BC＝1∶2時，平面PAB⊥平面PBC.

設PD＝1，時，平面PAB⊥平面PBC，則DC＝1，BC＝PC＝，AD＝x.

過A作AG⊥PB于G點，∵平面PAB⊥平面PBC，∴AG⊥面PBC，又∵DE⊥面PBC（已證），∴AG∥DE，而AD∥BC，∴AD∥面PBC，故AD∥GE，進而有GE∥BC，又E為PC中點，∴G為PB中點，故GE＝.

即　.

∴當平面PAB⊥平面PBC時，