Question

如圖三棱錐P-ABC中，平面PAB⊥平面ABC，AC⊥BC，BC=

3

AC=2

3

，PB=3

2

，且PB與平面ABC所成的角為45°，求二面角P-BC-A的正切值．

Answer 1

分析：過點P在平面PAB內作PD⊥AB于D，過D點在平面ABC內作DE⊥BC于E，連結PE，可得∠PBC即直線PB與平面ABC所成的角，結合已知可證得∠PED即二面角P-BC-A的平面角，解△ABC，Rt△DBE和Rt△PDE可得答案．

解答：解：過點P在平面PAB內作PD⊥AB于D，過D點在平面ABC內作DE⊥BC于E，連結PE---------------------------------------（2分）
∵平面PAB⊥平面ABC，且平面PAB⊥平面ABC=AB
∴PD⊥平面ABC
∴∠PBC即直線PB與平面ABC所成的角，且PD⊥BC
∴∠PBC=45°---------------------------（4分）
∴在Rt△PDB中，由PB=3

2

得：PD=BD=3
又∵DE⊥BC，且PD⊥BC
∴BC⊥平面PDE
∴BC⊥PE
∴∠PED即二面角P-BC-A的平面角，------------------（8分）
又∵△ABC中，AC⊥CB，BC=

3

AC=2

3

知，∠CBA=30°
∴在Rt△DBE中：DE=

1

2

BD=

3

2

．
∴在Rt△PDE中：tan∠PDE=

PD

DE

=

3

3 2

=2，
即二面角P-BC-A的正切值為2．----------（12分）

點評：本題考查的知識點是二面角的平面角及其求法，其中證得∠PED即二面角P-BC-A的平面角，將求空間二面角問題轉化為解三角形問題是解答的關鍵．