1.如图,C是以AB为直径的圆O上异于A,B的点,平面PAC⊥平面ABC,PA=PC=AC=2,BC=4,E,F分别是PC,PB的中点.
(1)求证:BC⊥平面PAC;
(2)记平面AEF与平面ABC的交线为直线l,点Q为直线l上动点,求直线PQ与平面AEF所成的角的取值范围.
解:(1)证明:∵C是以AB为直径的圆O上异于A,B的点,∴BC⊥AC,
又平面PAC⊥平面ABC,且平面PAC∩平面ABC=AC,BC⊂平面ABC,∴BC⊥平面PAC.
(2)由E,F分别是PC,PB的中点,∴BC∥EF,
又EF⊂平面AEF,BC⊄平面AEF,∴BC∥平面AEF,
又BC⊂平面ABC,平面EFA∩平面ABC=l,∴BC∥l.
以C为坐标原点,CA,CB所在直线分别为x轴,y轴,过C且垂直于平面ABC的直线为z轴,建立空间直角坐标系(图略),
则A(2,0,0),B(0,4,0),P(1,0,),∴E,F,∴=,=(0,2,0),
∵BC∥l,∴可设Q(2,y,0),平面AEF的一个法向量为m=(x,y,z),
则取z=,得m=(1,0,),
又=(1,y,-),则|cos〈,m〉|==∈.
∴直线PQ与平面AEF所成角的取值范围为.