数学:15.1《多面体概念、性质及其应用》学案(沪教版高三上)
数学:15.1《多面体概念、性质及其应用》学案(沪教版高三上)第2页

  例2.如图,三棱锥P-ABC中,PA=a, AB=AC=2a, ∠PAB=∠PAC=∠BAC=60°, 求这个三棱锥的体积。

  分析:由AB=AC,∠BAC=60°→ΔABC为正三角形,由∠PAB=∠PBC,点P在面ABC上的射影必在∠BAC的角平分线上。

  解(法一)(直接用公式):

  作BC中点D,连结AD,PD;过P作PO⊥平面ABC于O,

  ∵∠PAB=∠PAC,AB=AC,∴ΔPAB≌ΔPAC,AD⊥BC,

  ∴ PB=PC, ∴PD⊥BC,∴ BC⊥平面PAD, ∴平面ABC⊥平面PAD,

  ∴ O点必在AD上,过O作OE⊥AB于E,连结PE,则PE⊥AB,

  在RtΔPAE中,∠PAE=60°,PA=a,

  ∴ PE= a, AE= , OE=AE·tan30°,

  在RtΔPOE中,PO= = a, 又易知SΔABC= a2,

  ∴ VP-ABC= ·SΔABC·PO= a3。

  解(法二)(利用等积转换法):

  在ΔPAB中,PA=a, AB=2a, ∠PAB=60°,

  ∴ PB2=a2+(2a)2-2·a·(2a)·cos60°=3a2,

  ∴ ΔPAB是直角三角形,PA⊥PB,同理可证PA⊥PC,又PB∩PC=P,

  ∴ PA⊥平面PBC,

  在ΔPBC中,PB=PC= a, BC=2a, ∴SΔPBC= a2,

  ∴ VP-ABC=VA-PBC= ·SΔPBC·PA= a3。