如图,在三棱锥P-ABC中,PA=PB=AB=2,BC=3,∠ABC=90°,平面PAB⊥平面ABC,D、E分别为AB、AC中点.(1)求证:AB⊥PE;(2)求二面角A-PB-E的大小.
问题描述:
如图,在三棱锥P-ABC中,PA=PB=AB=2,BC=3,∠ABC=90°,平面PAB⊥平面ABC,D、E分别为AB、AC中点.
(1)求证:AB⊥PE;
(2)求二面角A-PB-E的大小.
答
(1)证明:连结PD,∵PA=PB,∴PD⊥AB.
∵DE∥BC,BC⊥AB,DE⊥AB.
又∵PD∩DE=E,∴AB⊥平面PDE,
∵PE⊂平面PDE,∴AB⊥PE.
(2)∵平面PAB⊥平面ABC,
平面PAB∩平面ABC=AB,PD⊥AB,PD⊥平面ABC.
则DE⊥PD,又ED⊥AB,PD∩平面AB=D,
DE⊥平面PAB,
过D做DF垂直PB与F,连接EF,则EF⊥PB,
∴∠DFE为所求二面角的平面角
∴DE=
,DF=3 2
,则tan∠DFE=
3
2
=DE DF
,
3
故二面角的A-PB-E大小为60°.
答案解析:(1)连结PD,由已知得PD⊥AB,BC⊥AB,DE⊥AB,由此能证明AB⊥PE.
(2)由已知得PD⊥AB,PD⊥平面ABC,DE⊥PD,ED⊥AB,从而DE⊥平面PAB,过D做DF垂直PB与F,连接EF,则EF⊥PB,∠DFE为所求二面角的平面角,由此能求出二面角的A-PB-E大小.
考试点:二面角的平面角及求法;空间中直线与直线之间的位置关系.
知识点:本题考查异面直线垂直的证明,考查二面角的大小的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.