(2014•顺义区一模)如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,平面PAD⊥平面ABCD,PA

(2014•顺义区一模)如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,平面PAD⊥平面ABCD,PA=PD=AD=2,Q为AD的中点,M是棱PC上一点,且PM=[1/3]PC.
(Ⅰ)求证:PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)证明:PA∥平面BMQ;
(Ⅲ)求二面角M-BQ-C的度数.
cdjtyx 1年前 已收到1个回答 举报

dreamiphone 幼苗

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解题思路:(1)根据已知中平面PAD⊥平面ABCD,结合面面垂直的性质定理,易得PQ⊥平面ABCD;
(2)证明线面平行,关键是利用线面平行的判定定理,只要证明PA平行于平面内的一条直线;
(3)连结BD,以Q为坐标原点,QA,QB,QP分别为x轴y轴z轴建立空间直角坐标系,求出平面BMQ和BCQ的法向量,代入向量夹角公式,可得答案.

证明:(I)由已知中PA=PD,Q为AD的中点,
∴PQ⊥AD,
又∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PQ⊂平面PAD,
∴PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)连接AC交BQ于N,连接MN,
∵AQ∥BC,
∴△ANQ∽△CNB
∴[AQ/BC]=[AN/NC]=[1/2],
∴[AN/AC]=[1/3],
∵PM=[1/3]PC,
∴PA∥MN
∵PA⊄平面MQB,MN⊂平面MQB
∴PA∥平面MQB
(Ⅲ)连结BD,∵底面ABCD是菱形,且∠BAD=60°,
∴△BAD是等边三角形,
∴BQ⊥AD由(Ⅰ)PQ⊥平面ABCD.
∴PQ⊥AD.
以Q为坐标原点,QA,QB,QP分别为x轴y轴z轴建立空间直角坐标系

则Q(0,0,0),A(1,0,0),B(0,
3,0),P(0,0,
3).
设平面BMQ的法向量为

m=(x,y,z),




m•

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查线面平行,考查面面角,解题的关键是利用线面平行的判定,理解面面角的定义,属于中档题.

1年前

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