如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,PA垂直于底面ABCD,PA=AD=AB=2BC=2,M,N分别为PC,PB的中点.
(1)求证:PB⊥DM;
(2)求平面ADMN与平面ABCD所成的二面角的余弦值;
(3)求点B到平面PAC的距离.
网友回答
(1)证明:∵N是PB的中点,PA=AB,
∴AN⊥PB.
由PA⊥底面ABCD,得PA⊥AD,
∵∠BAD=90°,即BA⊥AD,
又BA∩AP=A,∴AD⊥平面PAB,
∴AD⊥PB,
∵M、N为中点,∴MN∥BC,
又BC∥AD,∴MN∥AD,
即A、D、M、N共面??????????????????????????????????????
又AD∩AN=A,且AD,AN在平面ADMN内,
∴PB⊥平面ADMN,故PB⊥DM.
(2)由(1)知,AD⊥平面PAB,∴AN⊥AD,又AB⊥AD,
∴∠BAN是平面ADMN与平面ABCD所成的二面角的平面角.
在直角三角形PAB中,PB===.
∵N直角三角形PAB斜边PB的中点,∴AN=.
在直角三角形NAB中,.
即平面ADMN与平面ABCD所成的二面角的余弦值为.
(3)由已知得,?????????????????
==.
??设点B到平面PAC的距离为h,
则==.
由VP-ABC=VB-PAC,即,得,
即点B到平面PAC的距.
解析分析:(1)利用等腰三角形的性质、三角形的中位线定理、共面定理、线面垂直的判定和性质定理即可证明;(2)利用(1)的结论和二面角的定义即可得出;(3)利用“等积变形”VP-ABC=VB-PAC,即可得出.
点评:熟练掌握等腰三角形的性质、三角形的中位线定理、共面定理、线面垂直的判定和性质定理、二面角的定义、“等积变形”是解题的关键.