如图,在三棱锥 中,$AC = BC = 2$,$\angle ACB = {90^ \circ }$,侧面 $PAB$ 为等边三角形,侧棱 $PC = 2\sqrt 2 $,$E$ 为 $PB$ 中点.
【难度】
【出处】
2011年南京理工大学自主招生暨保送生考试数学试题
【标注】
  • 知识点
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    立体几何
    >
    空间位置关系
    >
    空间的垂直关系
    >
    异面直线垂直
  • 知识点
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    立体几何
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    空间位置关系
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    空间的垂直关系
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    面面垂直
  • 知识点
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    立体几何
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    空间几何量
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    空间的距离
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    点面距离
  • 知识点
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    立体几何
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    空间几何量
    >
    空间几何量的计算技巧
    >
    等体积法
  1. 求证:$PC\perp AB$;
    标注
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      立体几何
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      空间位置关系
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      空间的垂直关系
      >
      异面直线垂直
    答案
    解析
    取 $AB$ 的中点 $H$,连接 $PH$、$CH$,则 $PH \perp AB$,$CH \perp AB$,所以 $AB \perp\text{平面} PHC$,
    因此 $AB \perp PC$.
  2. 求证:平面 $PAB \perp $ 平面 $ABC$;
    标注
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      立体几何
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      空间位置关系
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      空间的垂直关系
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      面面垂直
    答案
    解析
    $PH = \dfrac{{\sqrt 3 }}{2}AB = \sqrt 6 $,$CH = \sqrt 2 $,$PC = 2\sqrt 2 $,所以 $\triangle PHC$ 为直角三角形,$PH \perp HC$.
    因此 $PH \perp ABC$,于是 $PAB \perp ABC$.
  3. 求点 $E$ 到平面 $PAC$ 的距离.
    标注
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      立体几何
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      空间几何量
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      空间的距离
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      点面距离
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      空间几何量
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      空间几何量的计算技巧
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      等体积法
    答案
    $\dfrac{\sqrt {42}}{7}$
    解析
    因为 $PE=EB$,所以 $d(E,PAC)=\dfrac 12d(B,PAC)$.
    在 $\triangle PAC$ 中,$PA = 2\sqrt 2 $,$PC = 2\sqrt 2 $,$AC = 2$,所以 ${S_{\triangle PAC}} = \sqrt 7 $.考虑$$V_{P-ABC}=\dfrac 13\cdot\dfrac 12\cdot 2\cdot 2\cdot\sqrt 6=\dfrac 13\cdot\sqrt 7\cdot d(B,PAC),$$解得 $d(B,PAC)=\dfrac 27\sqrt{42}$.所以 $d\left( {E, PAC} \right) =\dfrac{\sqrt {42}}{7}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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