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正三棱锥V-ABC底面边长为2,侧棱长为3,过底面AB边的截面交侧棱VC于P

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/13 10:52:51
正三棱锥V-ABC底面边长为2,侧棱长为3,过底面AB边的截面交侧棱VC于P
1.若P是VC中点,求PAB面积
2.求PAB面积最小值
正三棱锥V-ABC底面边长为2,侧棱长为3,过底面AB边的截面交侧棱VC于P
在正三棱锥V—ABC的底面边长为2,侧棱长为3,过底面AB边的截面交侧棱VC于P. 
(1)若P为VC的中点,求截面PAB的面积 
因为V-ABC为正三棱锥,所以底面ABC为正三角形 
侧面VAB、VAC、VBC为三个全等的等腰三角形 
所以,△PAC≌△PBC 
所以,PA=PB 
取AB中点D,连接PD;取BC中点E,连接VE 
则,PD⊥AB,即PD为△PABA边AB上的高 
VE⊥BC 
所以,在Rt△VEC中,cos∠VCE=CE/VC=(BC/2)/VC=1/3 
那么,在△PBC中,由余弦定理有: 
PB^2=PC^2+BC^2-2PC*BC*cos∠PCB 
=(3/2)^2+2^2-2*(3/2)*2*(1/3) 
=17/4 
而,在Rt△PDB中,由勾股定理有: 
PD^2=PB^2-BD^2=(17/4)-1=13/4 
所以,PD=√13/2 
所以,△PAB的面积=(1/2)*AB*PD=(1/2)*2*(√13/2)=√13/2 
(2)求截面PAB的面积的最大值 
由(1)的过程可以看出,无论点P在VC上如何移动,都不会改变△PAB是等腰三角形 
所以,设PC=x 
那么,在△PBC中,由余弦定理有: 
PB^2=PC^2+BC^2-2PC*BC*cos∠PCB 
=x^2+4-2x*2*(1/3) 
=x^2-(4/3)x+4 
而,在Rt△PDB中,由勾股定理有: 
PD^2=PB^2-BD^2=x^2-(4/3)x+4-1 
=x^2-(4/3)x+3 
所以,PD=√[x^2-(4/3)x+3] 
所以,△PAB的面积=(1/2)*AB*PD=(1/2)*2*√[x^2-(4/3)x+3] 
=√[x^2-(4/3)x+3] 
=√[(x-2/3)^2+(23/9)] 
因为P是在VC上移动,所以:0≤x≤3 
对于函数g(x)=x^2-(4/3)x+3在0≤x≤3上就有最大值=g(3)=8 
所以,△PAB面积的最大值为√8=2√2 
(此时△PAB就是侧面△VAB)