如图,PA⊥平面ABC,AE⊥PB,AB⊥BC,AF⊥PC,PA=AB=BC=2 (1)求证:平面AEF⊥平面PBC;(2)求二面角P-BC-A的大小;(3)求三棱锥P-AEF的体积.

如图,PA⊥平面ABC,AE⊥PB,AB⊥BC,AF⊥PC,PA=AB=BC=2

(1)求证:平面AEF⊥平面PBC;
(2)求二面角P-BC-A的大小;
(3)求三棱锥P-AEF的体积.
数学人气:469 ℃时间:2019-08-19 12:14:00
优质解答
(1)∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴PA⊥BC,
∵AB⊥BC,PA∩AB=A,∴BC⊥平面PAB,
∵AE⊂平面PAB,∴AE⊥BC,
∵AE⊥PB,PB∩BC=B,∴AE⊥平面PBC,
∵AE⊂平面AEF,∴平面AEF⊥平面PBC;
(2)∵BC⊥平面PAB,PB⊂平面PAB,∴BC⊥PB,
结合AB⊥BC,可得∠PBA是二面角P-BC-A的平面角,
∵Rt△PAB中,PA=AB=2,∴∠PBA=45°,
由此可得二面角P-BC-A的大小为45°;
(3)由(1)AE⊥平面PBC
又∵AF⊥PC
∴EF⊥PC(三垂线定理逆定理)
∴△PEF∽△PCB
∴=
S△PEF
S△PBC
=
PE2
PC2
=
1
6
,∴S△PEF=
1
6
S△PBC=
2
3

∴VP-AEF=VA-PEF=
1
3
×
2
×
2
3
=
2
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