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(2011•顺义区二模)已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=AC=12AB,N为AB

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/03 05:44:08
(2011•顺义区二模)已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=AC=
1
2
AB
(2011•顺义区二模)已知三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=AC=12AB,N为AB
(1)证明:在三棱锥P-ABC中,
因为M,D,分别为PB,AB的中点,所以MD∥PA,
因为MD⊂平面CMD,PA⊄平面CMD,
所以PA∥平面CMD.
(2)证明:因为M,D,分别为PB,AB的中点,
所以MD∥PA,
因为PA⊥平面ABC所以MD⊥平面ABC,
又SN⊂平面ABC所以MD⊥SN.…(6分)
设PA=1,以A为原点,AB,AC,AP所在直线分别为x,y,z轴,
建立空间直角坐标系.如图所示,
则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),
M(1,0,
1
2),N(
1
2,0,0),S(1,
1
2,0),
所以

CM=(1,−1,
1
2),

SN=(−
1
2,−
1
2,0),
因为

CM•

SN=−
1
2+
1
2+0=0,
所以CM⊥SN.…(9分)
又CM∩MD=M,
所以SN⊥平面CMD.…(10分)
(3)由(2)知,

SN=(−
1
2,−
1
2,0)是平面CMD的一个法向量,
设平面MCN的法向量

n=(x,y,z),则

n•

CM=0,

n•

CN=0,


(x,y,z)•(1,−1
1
2)=0
(x,y,z)•(
1
2,−1,0)=0,
所以

x=−z
y=−
1
2z,令z=1,则x=−1,y=−
1
2,
所以

n=(−1,−
1
2,1),
从而cos〈

n,

SN>=

n•

SN
|

n||

SN|=

2
2,
因为二面角D-MC-N为锐角.
所以二面角D-MC-N的大小为
π
4.…..(14分)