如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥DC,PD=PA,已知AB=2DC=10,BD=43AD=8.(1)设M是PC上

2025-05-03 06:44:02
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回答1:

解答:(本小题满分12分)
解:(1)证明:因为BD=

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AD=8,得BD=8,AD=6,又AB=6,
所以有AD2+BD2=AB2
即AD⊥BD,又因为平面PAD⊥平面ABCD,且交线为AD,所以PD⊥平面PAD,
BD?平面BDM,故平面MBD⊥平面PAD.
(2)由条件可知,三角形PAD为正三角形,所以取AD的中点O,连PO,则PO垂直于AD,
由于平面PAD⊥平面ABCD,所以PO垂直于平面ABCD,过O点作BD的平行线,交AB于点E,则有OE⊥AD,
所以分别以OA、OE、OP为x,y,z轴,建空间直角坐标系
所以点O(0,0,0),A(3,0,0),D(-3,0,0),B(-3,8,0),P(0,0,3
3
),
由于AB∥DC且AB=2DC,得到C(-6,4,0),
PM
PC
=λ
(0<λ<1),则有M(?6λ,4λ,3
3
(1?λ))
,因为由(1)的证明可知BD⊥平面PAD,所以平面PAD的法向量可取:
n1
=(0,8,0)
,设平面MAD的法向量为
n2
=(x,y,z)
,则有
n2
?
AD
=0
n2
?
DM
=0
?
(x,y,z)(?6,0,0)=0
(x,y,z)(?6λ+3,4λ,3
3
(1?λ))=0
?x=0,令y=3
3
,则有z=
λ?1
,即有
n2
=(0,3
3
λ?1
)

由由二面角P-AD-M的大小为
π
3
1
2
=
n1
?
n2
|
n1
||
n2
|
=
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