在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=PB=PC=BC=2CD,平面PBC

在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=PB=PC=BC=2CD,平面PBC⊥平面ABCD.
(Ⅰ)求证:AB⊥平面PBC;
(Ⅱ)求平面PAD和平面BCP所成二面角(小于90°)的大小;
(Ⅲ)在棱PB上是否存在点M使得CM∥平面PAD?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由.
阎王1981 1年前 已收到1个回答 举报

zivsheen7 幼苗

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(Ⅰ)证明:因为∠ABC=90°,所以AB⊥BC.
因为平面PBC⊥平面ABCD,平面PBC∩平面ABCD=BC,AB 平面ABCD,
所以AB⊥平面PBC;
(Ⅱ)取BC的中点O,连接PO.
因为PB=PC,所以PO⊥BC.
因为平面PBC⊥平面ABCD,平面PBC∩平面ABCD=BC,PO 平面PBC,
所以PO⊥平面ABCD.
如图,以O为原点,OB所在的直线为x轴,在平面ABCD内过O垂直于BC的直线为y轴,
OP所在的直线为z轴建立空间直角坐标系O﹣xyz.
不妨设BC=2.
由直角梯形ABCD中AB=PB=PC=BC=2CD可得
P(0,0, ),D(﹣1,1,0),A(1,2,0).
所以
设平面PAD的法向量
因为 ,所以
令x=1,则y=﹣2,z=﹣
所以
取平面BCP的一个法向量
所以cos =﹣
所以平面ADP和平面BCP所成的二面角(小于90°)的大小为
(Ⅲ)在棱PB上存在点M使得CM∥平面PAD,此时 .理由如下:
取AB的中点N,连接CM,CN,MN,则MN∥PA,AN= AB.
因为AB=2CD,所以QN=CD.
因为AB∥CD,所以四边形ANCD是平行四边形.
所以CN∥AD.
因为MN∩CN=N,PA∩AD=A,
所以平面MNC∥平面PAD
因为CM 平面MNC,
所以CM∥平面PAD

1年前

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