Question

在三棱錐P-ABC中，AB⊥AC，AC=4，，，側棱PA、PB、PC與底面ABC所成的角相等．
（Ⅰ）求二面角P-AC-B的大��；
（Ⅱ）求點B到平面PAC的距離．

Answer 1

解：（Ⅰ）∵側棱PA、PB、PC與底面ABC所成的角相等，
∴點P在平面ABC內的射影是Rt△ABC的外心，即斜邊BC的中點O
取AC的中點D，連PD，DO，PO，則，
∴OP=6．∵OP⊥平面ABC，
∴OD是PD在平面ABC內的射影，
∵AC⊥OD，∴AC⊥PD．∴∠PDO為二面角P-AC-B的平面角．
在Rt△POD中，，
∴，
故二面角P-AC-B的大小為．
（Ⅱ）∵AC=4，，
∴．
設點B到平面PAC的距離為h，則由V_P-ABC=
解方程得h=6，∴點B到平面PAC的距離等于6．
分析：（Ⅰ）由已知，p在平面ABC內的射影是Rt△ABC的外心，即斜邊BC的中點O．取AC的中點D，連PD，DO，PO，根據三垂線定理，∠PDO 為所求，再解三角形求出二面角的大小即可．
（Ⅱ）利用等體積變換，V_P-ABC=V_B-PAC=，其中點B到平面PAC的距離，求出三角形PAC的面積，代入求解即可．
點評：本題考查二面角、點到平面距離的計算，考查學生空間想象能力，計算能力、轉化能力．空間問題平面化，是解決空間問題最核心的思想方法． 在點到平面距離的計算問題中，利用等體積變換也是常用方法，好處在于不用具體作出點到面的垂線段．