((本题14分)如图3,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点,PA

((本题14分)如图3,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点,PA=AD=
(Ⅰ)求证:MN//平面PAD;
(Ⅱ)求证:平面PMC⊥平面PCD;
(Ⅲ)若二面角P—MC—A是60°的二面角,求四棱锥P—ABCD的体积。
无尘_1 1年前 已收到1个回答 举报

差错Mylove 幼苗

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证明:(Ⅰ)如答图所示,⑴设PD的中点为E,连结AE、NE,

由N为PD的中点知EN DC,
又ABCD是矩形,∴DC AB,∴EN AB
又M是AB的中点,∴EN AN, …3分
∴AMNE是平行四边形
∴MN∥AE,而AE 平面PAD,NM 平面PAD
∴MN∥平面PAD…4分
(Ⅱ)∵PA=AD,∴AE⊥PD,
又∵PA⊥平面ABCD,CD 平面ABCD,
∴CD⊥PA,而CD⊥AD,∴CD⊥平面PAD…6分
∴CD⊥AE, ∵PD∩CD=D,∴AE⊥平面PCD,
∵MN∥AE,∴MN⊥平面PCD,又MN 平面PMC,
∴平面PMC⊥平面PCD.…8分
 (Ⅲ)过A作AH⊥CM,交CM的延长线于H,连PH.
  ∵PA⊥平面ABCD,AH⊥CH,∴PH⊥CH,∴∠PHA是二面角P-MC-A的平面角,
∴AH= … 10分
  又∵Rt△MHA∽Rt△MBC,
  
 …12分
14分
解法二:(Ⅱ)以A为原点,AB,AD,AP所在直线分别为 轴、 轴、 轴建系
设AB="b" (b>0)面PMC法向量 面PDC法向量
∴面PMC 面PDC…8分
(Ⅲ)面MCA法向量 ∵二面角P—MC—A是60°的二面角
…12分
14分

1年前

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