已知四棱锥中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为a的菱形,∠BAD=120°,PA=b.(I)求证:平面PBD⊥平面PAC;(II)设AC与BD交于点O,M

发布时间:2020-07-31 17:38:44

已知四棱锥中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为a的菱形,∠BAD=120°,PA=b.
( I)求证:平面PBD⊥平面PAC;
( II)设AC与BD交于点O,M为OC中点,若二面角O-PM-D的正切值为,求a:b的值.

网友回答

(I)证明:因为PA⊥平面ABCD,所以PA⊥BD
又ABCD为菱形,所以AC⊥BD,
因为PA∩AC=A,所以BD⊥平面PAC
因为BD?平面PBD,所以平面PBD⊥平面PAC.
(II)解:过O作OH⊥PM交PM于H,连HD

因为DO⊥平面PAC,由三垂线定理可得DH⊥PM,所以∠OHD为A-PM-D的平面角
又,且
从而

所以9a2=16b2,即.

解析分析:(I)根据线面垂直的判定,证明BD⊥平面PAC,利用面面垂直的判定,证明平面PBD⊥平面PAC.(II)过O作OH⊥PM交PM于H,连HD,则∠OHD为A-PM-D的平面角,利用二面角O-PM-D的正切值为,即可求a:b的值.

点评:本题考查线面垂直、面面垂直的判定,考查面面角,解题的关键是掌握线面垂直、面面垂直的判定,作出面面角.
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