解答题已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,,N为AB上一点,AB=4AN,M,D

发布时间:2020-07-09 02:04:38

解答题已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,,N为AB
上一点,AB=4AN,M,D,S分别为PB,AB,BC的中点.
(1)求证:PA∥平面CDM;
(2)求证:SN⊥平面CDM;
(3)求二面角D-MC-N的大小.

网友回答

(1)证明:在三棱锥P-ABC中,
因为M,D,分别为PB,AB的中点,所以MD∥PA,
因为MD?平面CMD,PA?平面CMD,
所以PA∥平面CMD.
(2)证明:因为M,D,分别为PB,AB的中点,
所以MD∥PA,
因为PA⊥平面ABC所以MD⊥平面ABC,
又SN?平面ABC所以MD⊥SN.…(6分)
设PA=1,以A为原点,AB,AC,AP所在直线分别为x,y,z轴,
建立空间直角坐标系.如图所示,
则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),

所以,
因为,
所以CM⊥SN.…(9分)
又CM∩MD=M,
所以SN⊥平面CMD.…(10分)
(3)解:由(2)知,是平面CMD的一个法向量,
设平面MCN的法向量,则,
即,
所以,令,
所以,
从而,
因为二面角D-MC-N为锐角.
所以二面角D-MC-N的大小为.…..(14分)解析分析:(1)在三棱锥P-ABC中,由M,D,分别为PB,AB的中点,知MD∥PA,由此能够证明PA∥平面CMD.(2)因为M,D,分别为PB,AB的中点,所以MD∥PA.因为PA⊥平面ABC所以MD⊥平面ABC,又SN?平面ABC,所以MD⊥SN.设PA=1,以A为原点,AB,AC,AP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系.则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),,由向量法能够证明SN⊥平面CMD.(3)是面CMD的一个法向量,设面MCN的法向量,由,得到,由此能求出二面角D-MC-N的大小.点评:本题考查PA∥平面CDM的证明,求证SN⊥平面CDM,求二面角D-MC-N的大小.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.解题时要认真审题,仔细解答,注意向量法的合理运用.
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