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如图,在三棱锥P-ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,AP=BP=AB,...

如图,在三棱锥P-ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,AP=BP=AB,PC⊥AC.
(Ⅰ)求证:PC⊥AB;
(Ⅱ)求直线BC与平面APB所成角的正弦值;
(Ⅲ)求点C到平面APB的距离.

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(Ⅰ)取AB中点D,连接PD,CD;根据AP=BP以及AC=BC,即可证得AB⊥平面PCD;进而得到结论; (Ⅱ)先根据条件得到BC⊥平面PAC.再取AP中点E,连接BE,CE,推得EC是BE在平面PAC内的射影,转化为求∠EBC即可; (Ⅲ)先结合(Ⅰ)知AB⊥平面PCD,得到平面APB⊥平面PCD.再过C作CH⊥PD,垂足为H,可得CH的长即为点C到平面APB的距离,然后通过解三角形求出其长即可. 【解析】 (Ⅰ)∵AP=BP,∴PD⊥AB.…1 ∵AC=BC,∴CD⊥AB.…2 ∵PD∩CD=D,∴AB⊥平面PCD.…3 ∵PC∩平面PCD.∴PC⊥AB.…4 (Ⅱ)∵AC=BC,AP=BP,∴△APC≌△BPC. 又PC⊥BC.∴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. ∴∠EBC是直线BC与平面APB所成的角                        …6 在△BCE中,∠BCE=90°,BC=2,BE=AB=,sin∠EBC==.…8 (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,…10 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=, ∴PC=. ∴CH=. ∴点C到平面APB的距离为.…12
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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