如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是正三角形,且垂直于底面ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,M为PC上一点,且PA∥平面BDM,(1)求

发布时间:2020-07-31 09:16:45

如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是正三角形,且垂直于底面ABCD,底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,M为PC上一点,且PA∥平面BDM,
(1)求证:M为PC的中点;
(2)求证:面ADM⊥面PBC.

网友回答

证明:
(1)连接AC,AC与BD交于G,则面PAC∩面BDM=MG,
由PA∥平面BDM,可得PA∥MG(3分)
∵底面ABCD为菱形,∴G为AC的中点,
∴MG为△PAC的中位线.
因此M为PC的中点.(5分)

(2)取AD中点O,连接PO,BO.
∵△PAD是正三角形,∴PO⊥AD,又因为平面PAD⊥平面ABCD,
所以,PO⊥平面ABCD,(7分)
∵底面ABCD是菱形且∠BAD=60°,△ABD是正三角形,
∴AD⊥OB.
∴OA,OB,OP两两垂直,建立空间直角坐标系(7分)
则A(1,0,0),

∴(9分)
=(2,0,0)
∴=0+0+0=0
∴DM⊥BP,DM⊥CB(11分)
∴DM⊥平面PBC,又DM?平面ADM,
∴面ADM⊥面PBC(12分)
解析分析:(1)连接AC,AC与BD交于G,根据线面平行的性质可知PA∥MG,而底面ABCD为菱形,则G为AC的中点,从而MG为△PAC的中位线,最终说明M为PC的中点.(2)取AD中点O,连接PO,BO.分别以OA,OB,OP为x、y、z轴,建立空间直角坐标系,根据=0,=0可得DM⊥BP,DM⊥CB,再根据线面垂直的判定定理可知DM⊥平面PBC,又DM?平面ADM,满足面面垂直的判定定理所需条件.

点评:本题主要考查平面与平面垂直的判定,以及线面平行的性质和利用向量法证明立体几何的有关问题,同时考查了空间想象能力,计算能力和推理能力,以及转化与划归的思想,属于中档题.
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