解答题如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=AB=2BC,M、N分别为PC、PB的中点.
(Ⅰ)求证:PB⊥DM;
(Ⅱ)求BD与平面ADMN所成的角.
网友回答
解:方法一:
(Ⅰ)因为N是PB的中点,PA=AB,
所以AN⊥PB.
因为AD⊥面PAB,
所以AD⊥PB.
从而PB⊥平面ADMN.因为DM?平面ADMN
所以PB⊥DM.
(Ⅱ)连接DN,
因为PB⊥平面ADMN,
所以∠BDN是BD与平面ADMN所成的角.
在Rt△BDN中,,
故BD与平面ADMN所成的角是.
方法二:
如图,以A为坐标原点建立空间直角坐标系A-xyz,设BC=1,则A(0,0,0)
(Ⅰ)因为=0
所以PB⊥DM.
(Ⅱ)因为=0
所以PB⊥AD.
又PB⊥DM.
因此的余角即是BD与平面ADMN.
所成的角.
因为
所以=
因此BD与平面ADMN所成的角为.解析分析:法一:(Ⅰ)因为N是PB的中点,PA=AB,要证PB⊥DM,只需证明PB垂直DM所在平面ADMN.即可.(Ⅱ)连接DN,说明∠BDN是BD与平面ADMN所成的角,在Rt△BDN中,解BD与平面ADMN所成的角.法二:以A为坐标原点建立空间直角坐标系A-xyz,设BC=1,(Ⅰ)求出,就证明PB⊥DM.(Ⅱ)说明的余角即是BD与平面ADMN所成的角,求出,即可得到BD与平面ADMN所成的角.点评:本题考查直线与平面垂直的性质,直线与平面所成的角,考查逻辑思维能力,计算能力,是中档题.