Question

如圖在三棱錐P-ABC中，AB⊥PC，AC=2，BC=4，AB=2

3

，∠PCA=30°．
（1）求證：AB⊥平面PAC． （2）設二面角A-PC-B•的大小為θ•，求tanθ•的值．

Answer 1

分析：（1）在平面PAC內找到并且證明兩條相交直線分別與已知直線垂直，即可得到線面垂直．
（2）根據二面角的定義作出二面角，并且證明此角是所求角，然后結合解三角形的有關知識求解答案．

解答：解：（1）在△ABC中因為AC=2，BC=4，AB=2

3

，
所以根據勾可得∠BAC=90°即AB⊥AC．
又因為AB⊥PC，PC∩AC=C，PC?平面ACP，AC?平面ACP，
所以AB⊥平面PAC．
（2）過點A作AD⊥PC，角PC與點D，連接BD．
因為AB⊥平面PAC，PC?平面PAC，
所以PC⊥AB．
又因為AD⊥PC，AD?平面ABD，AD?平面ABD，AD∩AB=A，
所以PC⊥平面ABD，所以PC⊥BD．
所以∠BDA是二面角A-PC-B的平面角，即∠BDA=θ．
在△ADC中，AC=2，∠ACD=30°，∠ADC=90°，所以AD=1．
在△ABD中，AB=2

3

，AD=1，
所以tanθ=

AB

AD

=2

3

．

點評：解決此類問題的關鍵是熟練掌握幾何體的結構特征，利用題中線面關系證明線面垂直并且有利于求解二面角的平面角．