如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面四边形ABCD是菱形,AC∩BD=O,△PAC是边长为2的等边三角形,PB=PD=

如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面四边形ABCD是菱形,AC∩BD=O,△PAC是边长为2的等边三角形,PB=PD=
6
,AP=4AF.
(Ⅰ)求证:PO⊥底面ABCD;
(Ⅱ)求直线CP与平面BDF所成角的大小;
(Ⅲ)在线段PB上是否存在一点M,使得CM∥平面BDF?如果存在,求[BM/BP]的值,如果不存在,请说明理由.
希子xiaojie 1年前 已收到1个回答 举报

sue840626 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)证明PO⊥底面ABCD,只需证明PO⊥AC,PO⊥BD;
(Ⅱ)建立空间直角坐标系,求出直线CP的方向向量,平面BDF的法向量,利用向量的夹角公式可求直线CP与平面BDF所成角的大小;
(Ⅲ)设[BM/BP]=λ(0≤λ≤1),若使CM∥平面BDF,需且仅需
.
CM
n
=0且CM⊄平面BDF,即可得出结论.

(Ⅰ)证明:因为底面ABCD是菱形,AC∩BD=O,
所以O为AC,BD中点.-------------------------------------(1分)
又因为PA=PC,PB=PD,
所以PO⊥AC,PO⊥BD,---------------------------------------(3分)
所以PO⊥底面ABCD.----------------------------------------(4分)
(Ⅱ)由底面ABCD是菱形可得AC⊥BD,
又由(Ⅰ)可知PO⊥AC,PO⊥BD.
如图,以O为原点建立空间直角坐标系O-xyz.
由△PAC是边长为2的等边三角形,PB=PD=
6,
可得PO=
3,OB=OD=
3.
所以A(1,0,0),C(−1,0,0),B(0,
3,0),P(0,0,
3).---------------------------------------(5分)
所以

CP=(1,0,
3),

AP=(−1,0,

点评:
本题考点: 用空间向量求直线与平面的夹角;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.

考点点评: 本题考查线面垂直,考查线面平行,考查线面角,考查向量知识的运用,正确求出向量的坐标是关键.

1年前

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