解题思路:(Ⅰ)取AB的中点N,连接PM、MN、PN,由已知得PM⊥BC、PN⊥AB,MN⊥AB,从而AB⊥平面PMN,由此能证明PM⊥平面ABC.
(Ⅱ)以AB所在的直线为x轴、AC所在的直线为y轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出三棱锥P-ABC的体积.
(Ⅰ)证明:取AB的中点N,连接PM、MN、PN,
由已知PC=PA=PB,∴PM⊥BC、PN⊥AB,
又MN为△ABC的中位线,且∠BAC=90°,
∴MN⊥AB,∴AB⊥平面PMN,
∴AB⊥PM,∴PM⊥平面ABC.
(Ⅱ)如图,以AB所在的直线为x轴、
AC所在的直线为y轴,建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0)、B(2,0,0),
设C(0,2t,0)(t>0),
则∵PN=
3,MN=t,∴PM=
3−t2∴P(1,t,
3−t2)
由(Ⅰ)可知二面角P-AB-C的平面角为∠PNM,
sin∠PNM=
3−t2
3,
设平面PAC的法向量为
n1=(x1,y1,z1),
则
点评:
本题考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查直线与平面垂直的证明,考查三棱锥的体积的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.