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

如图,四棱锥P-ABCD中,侧面是边长为2的正三角形,且与底面ABCD垂直,底面ABCD是面积为manfen5.com 满分网的菱形,∠ADC为锐角,M为PB的中点.
(Ⅰ)求证:PA⊥CD;
(Ⅱ)求PD与平面CDM所成的角的大小.

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(Ⅰ)过P作PE⊥CD于E连接AE,根据线面所成角的定义可知∠PBE为侧棱PB与底面ABCD所成的角,求出PE与BE,在△BCE中,求出∠BCE,从而得到△ADC是边长为2的等边三角形,则AE⊥CD,根据三垂线定理可知PA⊥CD; (Ⅱ)取PA的中点为N,连接MN、DN,证明线段PN的长就是P到平面DCM的距离,即可求得结论. (Ⅰ)证明:过P作PE⊥CD于E,连接AE,则E是DC的中点 ∵侧面PDC⊥底面ABCD,PE⊂侧面PDC ∴PE⊥底面ABCD ∵底面ABCD是面积为的菱形,边长为2 ∴2×AD•DCsin∠ADE=2 ∴sin∠ADC= ∵∠ADC是锐角,∴∠ADC= ∴△ADC是边长为2的等边三角形 ∵E为DC的中点,∴AE⊥CD ∴PA⊥CD (Ⅱ)【解析】 设PD与平面CDM所成的角为θ,取PA的中点为N,连接MN、DN ∵M为PB的中点,∴MN∥AB, ∵DC∥AB,∴MN∥DC, ∵PD=AD,N为PA的中点,∴PN⊥DN, ∵PA⊥CD,CD∩DN=D ∴PN⊥平面DCMN ∴线段PN的长就是P到平面DCM的距离, 在等腰直角三角形PEA中,AE=PE=,PA=,∴PN=PA= ∴P到平面DCM的距离是,∴, 故PD与平面CDM所成的角为.
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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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