(2008•北京)如图,在三棱锥P-ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,AP=BP=AB,PC⊥AC.

1个回答

  • (Ⅰ)取AB中点D,连接PD,CD.

    ∵AP=BP,∴PD⊥AB.

    ∵AC=BC,∴CD⊥AB.

    ∵PD∩CD=D,∴AB⊥平面PCD.

    ∵PC⊂平面PCD,∴PC⊥AB.

    (Ⅱ)∵AC=BC,AP=BP,∴△APC≌△BPC.

    又PC⊥AC,∴PC⊥BC.

    又∠ACB=90°,即AC⊥BC,且AC∩PC=C,∴BC⊥平面PAC.

    取AP中点E.连接BE,CE.

    ∵AB=BP,∴BE⊥AP.

    ∵EC是BE在平面PAC内的射影,∴CE⊥AP.

    ∴∠BEC是二面角B-AP-C的平面角.

    在△BCE中,BC=2,BE=

    3

    2AB=

    6,CE=

    2

    cos∠BEC=

    3

    3.∴二面角B-AP-C的大小arccos

    3

    3.

    (Ⅲ)由(Ⅰ)知AB⊥平面PCD,∴平面APB⊥平面PCD.

    过C作CH⊥PD,垂足为H.

    ∵平面APB∩平面PCD=PD,∴CH⊥平面APB.

    ∴CH的长即为点C到平面APB的距离.

    由(Ⅰ)知PC⊥AB,又PC⊥AC,且AB∩AC=A,∴PC⊥平面ABC.

    ∵CD⊂平面ABC,∴PC⊥CD.

    在Rt△PCD中,CD=

    1

    2AB=

    2,PD=

    3

    2PB=

    6,

    ∴PC=

    PD2−CD2=2.∴CH=

    PC•CD

    PD=

    2

    3

    3.

    ∴点C到平面APB的距离为

    2

    3

    3.