已知四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的菱形,且∠ABC=60°,PA=PC=2,PB=PD.

已知四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的菱形,且∠ABC=60°,PA=PC=2,PB=PD.
(Ⅰ)若O是AC与BD的交点,求证:PO⊥平面ABCD;
(Ⅱ)若点M是PD的中点,求异面直线AD与CM所成角的余弦值.
炸鲜奶 1年前 已收到1个回答 举报

指间缘688 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)连接AC与BD交于点O,连OP.根据等腰三角形三线合一的性质可得PO⊥AC,PO⊥BD,再由线面垂直的判定定理即可得到答案.
(II)取PA的中点N,连接MN,由三角形中位线定理可得MN∥AD,则∠NMC就是异面直线AD与CM所成角,解三角形NMC即可得到异面直线AD与CM所成角的余弦值.

证明:(Ⅰ)连接AC与BD交于点O,连OP.
∵PA=PC,PD=PB,且O是AC和BD的中点,
∴PO⊥AC,PO⊥BD
∴PO⊥平面ABCD.
(Ⅱ)取PA的中点N,连接MN,则MN∥AD,
则∠NMC就是所求的角,
根据题意得MN=1,NC=
3,PD=
6
所以,MC=
PC2−PM2=
4−
6
4=

10
2
故cos∠NMC=
MN2+MC2−NC2
2MN•MC=

10
20

点评:
本题考点: 异面直线及其所成的角;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查的知识点是异面直线及其所成的角,直线与平面垂直的判定,其中(I)的关键是添加辅助线,利用等腰三角形的性质得到线线垂直,为线面垂直的判定准备条件,(II)的关键是得到∠NMC就是异面直线AD与CM所成角,进而将异面直线的夹角转化为解三角形问题.

1年前

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