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已知正三棱柱ABC-A1B1C的各條棱長都為a,P為A1B上的點,且PC⊥AB
(1)求二面角P-AC-B的正切值;
(2)求點B到平面PAC的距離.
分析:(Ⅰ)過P點作PM⊥AB于M,由正三棱柱性質知PM⊥平面ABC,過M作MN⊥AC于N,連接PN,則PN⊥AC,從而∠PNM為二面角P-AC-B的平面角,在Rt△PMN中,可求二面角P-AC-B的正切值.
(Ⅱ)根據M是AB中點,可知B到平面PAC距離等于M到平面PAC距離的2倍,過M作MQ⊥PN于Q,則MQ⊥平面PAC,可求M到平面PAC距離,從而可求點B到平面PAC距離.
解答:解:(Ⅰ)過P點作PM⊥AB于M,由正三棱柱性質知PM⊥平面ABC,
連接MC,則MC為PC在平面ABC上的射影.
∵PC⊥AB,∴MC⊥AB,∴M為AB中點,
又PM∥AA1,所以P為A1B的中點.
過M作MN⊥AC于N,連接PN,則PN⊥AC,∴∠PNM為二面角P-AC-B的平面角
在Rt△PMN中,由|PM|=
a
2
|MN|=
3
4
a
,得tan∠PNM=
|PM|
|MN|
=
2
3
3

所以二面角P-AC-B的正切值為
2
3
3
…(6分)
(Ⅱ)∵M是AB中點,∴B到平面PAC距離等于M到平面PAC距離的2倍,
又由(I)知AC⊥平面PMN,∴平面PMN⊥平面PAC,
過M作MQ⊥PN于Q,則MQ⊥平面PAC,|MQ|=
|PM|•|MN|
|PM|2+|MN|2
=
a
2
×
3
4
a
a2
4
+
3
16
a2
=
21
14
a

故所求點B到平面PAC距離為
21
7
a
…(12分)
點評:本題以正三棱柱為載體,考查面面角,考查點到面的距離,關鍵是作出面面角,尋找表示點面距離的線段.
練習冊系列答案
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科目:高中數學 來源: 題型:

精英家教網如圖,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的底面邊長為1,高為h(h>2),動點M在側棱BB1上移動.設AM與側面BB1C1C所成的角為θ.
(1)當θ∈[
π
6
π
4
]
時,求點M到平面ABC的距離的取值范圍;
(2)當θ=
π
6
時,求向量
AM
BC
夾角的大小.

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知正三棱柱ABC-A1B1C1的每條棱長均為a,M為棱A1C1上的動點.
(1)當M在何處時,BC1∥平面MB1A,并證明之;
(2)在(1)下,求平面MB1A與平面ABC所成的二面角的大小;
(3)求B-AB1M體積的最大值.

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知正三棱柱ABC-A1B1C1,底面邊長為8,對角線B1C=10,
(1)若D為AC的中點,求證:AB1∥平面C1BD;
(2)若CD=2AD,BP=λPB1,當λ為何值時,AP∥平面C1BD;
(3)在(1)的條件下,求直線AB1到平面C1BD的距離.

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科目:高中數學 來源: 題型:

精英家教網如圖,已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是BC的中點,AA1=AB=1.
(1)求證:平面AB1D⊥平面B1BCC1
(2)求證:A1C∥平面AB1D;
(3)求二面角B-AB1-D的正切值.

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科目:高中數學 來源: 題型:

(2009•湖北模擬)如圖,已知正三棱柱ABC-A1B1C1各棱長都為a,P為棱A1B上的動點.
(Ⅰ)試確定A1P:PB的值,使得PC⊥AB;
(Ⅱ)若A1P:PB=2:3,求二面角P-AC-B的大小;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的條件下,求點C1到面PAC的距離.

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同步練習冊答案
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