如图,AB为圆O的直径,点C为圆O上异于A、B的一点,PA⊥平面ABC,点A在PB、PC上的射影分别为点E、F.(1)求证:PB⊥平面AFE;(2)若AB=4,PA=3,BC=2,求三棱锥C-PAB的体积与此三棱锥的外接球(即点P、A、B、C都在此球面上)的体积之比.
问题描述:
如图,AB为圆O的直径,点C为圆O上异于A、B的一点,PA⊥平面ABC,点A在PB、PC上的射影分别为点E、F.
(1)求证:PB⊥平面AFE;
(2)若AB=4,PA=3,BC=2,求三棱锥C-PAB的体积与此三棱锥的外接球(即点P、A、B、C都在此球面上)的体积之比.
答
知识点:本题考查的知识点是直线与平面垂直的判定,球内接多面体,棱锥的体积和球的体积,其中(1)的关键是熟练掌握线线垂直与线面垂直之间的转化,(2)的关键是求出球的半径.
证明:(1)∵PA⊥面ABC,BC⊂面ABC,∴BC⊥PA,又AB是圆O的直径,∴BC⊥AC所以BC⊥面PAC,又因AF⊂面PAC,所以AF⊥BC,又因AF⊥PC,所以AF⊥面PBC,又因PB⊂面PBC,所以PB⊥AF,又因PB⊥AE,所以PB⊥面AFE.(5分)...
答案解析:(1)由已知中PA⊥面ABC,AB是圆O的直径,可得BC⊥PA,BC⊥AC,则BC⊥面PAC,根据线面垂直的性质可得AF⊥BC,结合AF⊥PC可得AF⊥面PBC,再由线面垂直的性质可得PB⊥AF,结合PB⊥AE,由线面垂直的判定定理,即可得到答案.
(2)VC-PAB=VP-ABC,计算出三角形ABC的面积及高代入棱锥体积公式,即可得到答案,取PB的中点M,根据直角三角形的性质,可得M为三棱锥外接球的球心,求出球半径,代入球的体积公式,即可求出答案.
考试点:直线与平面垂直的判定;球内接多面体.
知识点:本题考查的知识点是直线与平面垂直的判定,球内接多面体,棱锥的体积和球的体积,其中(1)的关键是熟练掌握线线垂直与线面垂直之间的转化,(2)的关键是求出球的半径.