如图,三棱锥 $P-ABC$ 中,$PA \perp$ 平面 $ABC$,$PA=1$,$AB=1$,$AC=2$,$\angle BAC=60^\circ$.
【难度】
【出处】
2015年高考安徽卷(文)
【标注】
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间几何体
    >
    空间几何体的形体分析
    >
    空间几何体的体积
  • 知识点
    >
    立体几何
    >
    空间位置关系
    >
    空间的垂直关系
    >
    异面直线垂直
  1. 求三棱锥 $P-ABC$ 的体积;
    标注
    • 知识点
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      立体几何
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      空间几何体
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      空间几何体的形体分析
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      空间几何体的体积
    答案
    $\dfrac {\sqrt 3}6$
    解析
    三棱锥 $P-ABC$ 的体积为$$\dfrac 13\cdot S_{\triangle ABC}\cdot PA=\dfrac 13\cdot \left(\dfrac 12\cdot AB\cdot AC\cdot \sin\angle BAC\right)\cdot PA=\dfrac {\sqrt 3}6.$$
  2. 证明:在线段 $PC$ 上存在点 $M$,使得 $AC\perp BM$,并求 $\dfrac{PM}{MC}$ 的值.
    标注
    • 知识点
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      立体几何
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      空间位置关系
      >
      空间的垂直关系
      >
      异面直线垂直
    答案
    $\dfrac{PM}{MC}=\dfrac 13$
    解析
    在底面 $ABC$ 内,过 $B$ 作 $AC$ 的垂线,垂足为 $H$,在三角形 $PAC$ 内,过 $H$ 作 $AC$ 的垂线与 $PC$ 相交,则交点即为所求的 $M$,证明如下.
    因为 $MH\perp AC$,$BH\perp AC$,$MH$ 与 $BH$ 交于 $H$,所以 $AC\perp$ 平面 $MBH$,进而有 $AC\perp BM$.在 $\triangle PAC$ 中,由于 $MH\parallel PA$,于是$$\dfrac{PM}{MC}=\dfrac{AH}{HC}=\dfrac{AB\cdot \cos 60^\circ}{AC-AB\cdot \cos 60^\circ}=\dfrac 13.$$
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
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