如图,△BCD中,AB=BC=1,∠ACB=120°,O为△ABC的外心,PO⊥平面ABC,且PO=
.(I)求证:BO∥平面PAC;
(II)若点M为PC上,且PC⊥平面AMB,求二面角A-BM-O的正弦值.在线课程
(1)证明:连接OC,交AB于点D,O为△ABC的外心,AB=BC=1,OA=OB,OC=0C,故△OAC≌△OBC,∴∠ACO=∠BCO=
∠ACB=60°.故△OAC和△OBC 都是等边三角形,故平行四边形ACBO为菱形,故OB与AC平行且相等.
再由AC?平面PAC,OB不在平面PAC内,可得BO∥平面PAC.
(II)∵PC⊥平面AMB,∴PC⊥DM,直角三角形POC中,PO=
,OC=1,∴PC=
.由△POC∽△CMD,D为OC中点可得,CM=
,建立如图所示的空间坐标系,则得O(0,-
,0),A(
,0,0),B(-
,0,0),M(0,
,
).∴
=(-
,0,0),
=(-
,
,
),
=(-
,
,0),
=(0,
,
).设平面MAB的法向量为
=(x,y,z),由
解得
=(0,1,-
).设平面OMB的法向量为
=(x′,y′,z′),由
解得
=(1,
,-4
).故cos<
,
>=
=
=
,故sin<
,
>=
,故二面角A-BM-O的正弦值为
.分析:(1)连接OC,交AB于点D,先证明△OAC≌△OBC,可得平行四边形ACBO为菱形,故OB与AC平行且相等,再由线面平行的判定定理可得BO∥平面PAC.
(II)建立如图所示的空间坐标系,求出有关点的坐标,分别求出两个平面的法向量
和
的坐标,利用两个向量的夹角公式求出cos<
,
>,从而求出sin<
,
>的值,即得所求点评:本题主要考查直线和平面平行的判定定理,用向量的方法求二面角的大小,体现了数形结合的数学思想,属于难题.