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如图,四棱锥P-ABCD中,侧面PDC是边长为2的正三角形,且与底面垂直,底面A...

如图,四棱锥P-ABCD中,侧面PDC是边长为2的正三角形,且与底面垂直,底面ABCD是∠ADC=60°的菱形,M为PB的中点
(1)求证:PA⊥平面CDM;
(2)求二面角D-MC-B的余弦值.

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(1)建立坐标系,求出直线PA所在的向量与平面CDM内两个不共线的向量,根据向量的数量积为0得到线线垂直,进而得到线面垂直. (2)分别求出两个平面的法向量,利用向量间的运算关系求出两个向量的夹角,再转化为二面角的平面角. 【解析】 (1)作PO⊥CD于O,连接OA 由侧面PDC与底面ABCD垂直,则PO⊥面ABCD 所以PO⊥OA且PO⊥OC,又由∠ADC=60°,DO=1,AD=2, 则∠DOA=90°,即OA⊥CD 分别以OA,OC,OP所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系, 由已知 所以, 所以PA⊥CM,PA⊥DC 又由CM∩DC=C, 所以PA⊥面CDM. (2)设面MCB的法向量为 由, 取x=1,可得. 由(1)PA⊥面CDM,取面CDM的法向量为 所以, 如图二面角D-MC-B为钝二面角设其大小为θ, 则
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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