【知识点详解】
1. **直线与平面的位置关系**:
- 在几何学中,直线与平面的位置关系有三种:直线在平面上、直线与平面平行、直线与平面相交。
- 在题目中,直线PB与平面α的关系是PB⊥α,即直线PB垂直于平面α,这是直线与平面相交的特殊情况,也是直线与平面形成垂直关系的一个实例。
2. **平面内的几何构造**:
- 问题涉及到三角形ABC的形状判断,根据条件PC⊥AC,可以推断出∠PCA和∠BCA都是直角,进而得出△ABC是直角三角形。
3. **空间几何中的距离问题**:
- 点P到直线或平面的距离是几何中的重要概念。题目中点P到△ABC三个顶点的距离都等于7,要求计算P到平面ABC的距离,这需要应用到点到平面距离的计算公式。
4. **直角三角形的数量**:
- 题目中提到PA⊥平面ABC,如果BC⊥AC,那么在平面ABC内,至少有三个直角三角形:△ABC、△PAB和△PAC。在立体图形中,还可能存在其他的直角三角形,如PA与BC、AC形成的直角。
5. **直三棱柱的性质**:
- 在直三棱柱中,如果底面是A1B1C1,要使得AB1⊥BC1,通常需要AB1与BC1在底面上的投影垂直,或者利用某些特定的对角线关系来证明。
6. **几何体的中心**:
- (1)若点O到△ABC三边距离相等且在内部,O是△ABC的内心,它将三角形的每条边分成等距离的两部分。
- (2)若PA⊥BC,PB⊥AC,O是△ABC的垂心,因为垂心是三角形高线的交点。
- (3)若PA,PB,PC与底面所成的角相等,O是△ABC的外心,因为外心是三角形边的中垂线交点。
7. **正方体中的线性关系**:
- 在正方体中,利用中点和垂直关系可以证明线线垂直。例如,CF与平面EAB垂直,可以通过证明CF与平面内的两条相交线BE和AB垂直来完成。
8. **四棱锥的性质**:
- 在四棱锥P-ABCD中,PA垂直于底面,证明CD⊥PD以及EF⊥平面PCD需要用到线面垂直的判定定理。
9. **线段中点到平面的距离**:
- 如果线段AB在平面α的同侧,A、B到α的距离分别为d1和d2,AB中点到α的距离d是d1和d2的算术平均值,即d = (d1 + d2) / 2。
10. **直线平行的条件**:
- 在正方体中,直线a和b平行的条件包括它们垂直于同一面,平行于同一条棱,或者在相对的两个面上并且与同一条棱垂直。
11. **直线与平面的夹角**:
- 直线A1B与平面ABC1D1、平面ABCD和平面AB1C1D所成的角,可以通过观察正方体的性质或者通过向量方法来计算。
12. **线线平行与线面垂直**:
- 在正方体中,利用中点和垂直关系可以证明线线平行和线面垂直,这通常涉及到正方形的对角线性质和面面垂直的传递性。
13. **三棱柱中的角和线面关系**:
- 在直三棱柱中,证明线线垂直和线面角的大小,需要用到线面垂直的定义和线面角的计算方法。
以上是对题目中涉及的数学知识点的详细阐述,这些知识点涵盖了直线与平面的位置关系、几何体的性质、距离计算、平面几何构造等多个方面,都是高中数学复习的重要内容。