如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PA丄底面ABCD,AE丄PD于E,EF∥CD交PC于F,点M在AB上,且AM=EF.(I)求证MF是异面直线AB与

发布时间:2020-08-01 05:35:25

如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PA丄底面ABCD,AE丄PD于E,EF∥CD交PC于F,点M在AB上,且AM=EF.
(I)求证MF是异面直线AB与PC的公垂线;
(II)若PA=2AB,求二面角E-AB-D的正弦值.

网友回答

(I)证明:因为PA⊥底面ABCD,AB?底面ABCD,∴PA⊥AB,
又AB⊥AD,PA∩AD=A
∴AB⊥面PAD,
∵AE?面PAD,
∴BA⊥AE,
又AM∥CD∥EF,且AM=EF,
∴AEFM是矩形,∴AM⊥MF.
又因AE⊥PD,AE⊥CD,PD∩CD=D,故AE⊥面PCD,
∵MF∥AE,∴MF⊥面PCD,
∴MF⊥PC,
∴MF是AB与PC的公垂线.
(II)由(I)知AB⊥面PAD,∴∠EAD为二面角E-AB-D的平面角
∵PA⊥AD,AE⊥PD,∴∠EAD=∠APD
∵PA=2AB,∴sin∠APD==
∴二面角E-AB-D的正弦值为.

解析分析:(I)利用矩形,以及直线与直线的判定定理证明AM⊥MF,MF⊥PC,推出MF是AB与PC的公垂线;(II)先判断∠EAD为二面角E-AB-D的平面角,再利用PA=2AB,可得二面角E-AB-D的正弦值.

点评:本题考查异面直线的公垂线的证明,平面与平面所成角的正弦值的求法,属于中档题.
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