如图,四棱锥P-ABCD中,已知△PDA和△PDC都是正三角形,AD=2,,∠ADC=∠BAC=90°,M是PC的中点.(Ⅰ)求证:BM∥平面PAD;(Ⅱ)求直线PB

发布时间:2020-08-04 13:48:50

如图,四棱锥P-ABCD中,已知△PDA和△PDC都是正三角形,AD=2,,∠ADC=∠BAC=90°,M是PC的中点.
(Ⅰ)求证:BM∥平面PAD;
(Ⅱ)求直线PB与平面ABCD所成角的正切值.

网友回答

(Ⅰ)证明:取DC中点E,连接ME、BE、DB

∵M是PC的中点,EM是三角形PDC中位线
∴EM∥PD
∵EM?平面PAD,PD?平面PAD
∴EM∥平面PAD.
在△ADB中,AD=2,,∠BAD=135°,根据余弦定理得出BD=
∵△ABC是直角三角形,∠BAC=90°,,,∴BC=
∴△DBC是等腰三角形,∴BE⊥DC
∵AD⊥DC,∴AD∥BE
∵BE?平面PAD,AD?平面PAD
∴BE∥面PAD
又∵BE∩EM=E且BE,EM?平面BEM
∴平面BEM∥平面PAD
∵BM?平面BEM,
∴BM∥平面PAD;
(2)解:取AD中点F,连接PF,PE,过F做DC的平行线交BE于点H,则AD⊥平面PFH
∵AD∥BE,∴BE⊥平面PFH
∵PH?平面PFH,∴PH⊥BE
∵PE⊥CD,BE⊥CD,PE∩BE=E
∴CD⊥平面PBE
∵PH?平面PBE
∴CD⊥PH
∵BE∩CD=E
∴PH⊥面ABCD
∴∠PBH就是直线PB与平面ABCD所成的平面角
∵BE=,EH=1,∴BH=2
∵PH==
∴tan∠PBH==
即直线PB与平面ABCD所成角的正切值为.

解析分析:(Ⅰ)取DC中点E,连接ME、BE、DB,利用三角形中位线的性质,可得EM∥PD,从而可得EM∥平面PAD,再证明BE∥面PAD,可得平面BEM∥平面PAD,利用面面平行的性质,可得BM∥平面PAD;(2)取AD中点F,连接PF,PE,过F做DC的平行线交BE于点H,证明PH⊥面ABCD,可得∠PBH就是直线PB与平面ABCD所成的平面角,从而可得直线PB与平面ABCD所成角的正切值.

点评:本题考查线面平行、面面平行,考查线面角,正确运用线面平行的判定,作出线面角是关键.
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