四棱锥p-ABCD中地面abcd为边长为2菱形,B=60 pa=pc pb=pd q,m,n分别为ad bc pq的中点

1个回答

  • 1、连结AC、BD,交于O,连结QM,

    ∵四边形ABCDE是菱形,

    ∴对角线互相垂直平分,O在MQ上,QO=OM=1,

    ∵PA=PC,

    ∴PO⊥AC,

    ∵PD=PB,

    ∴PO⊥BD,

    ∵AC∩BD=O,

    ∴PO⊥平面ABCD,

    ∵QM∈平面ABCD,

    ∴PO⊥QM,

    ∴PO是QM的垂直平分线,

    ∴PQ=PM,

    ∵MN是PQ的垂直平分线,(已知),

    ∴PM=QM,

    ∴△PQM是正△,

    ∴PO=√3QM/2=√3.

    2、在底面作AH⊥QM,垂足H,连结NH,

    ∵PO⊥平面ABCD,

    PQ∈平面PQM,

    ∴平面PQM⊥平面ABCD,

    ∴AH⊥平面PQM,

    ∴△NHM是△AMN在平面PQM上的投影,

    设二面角A-MN-Q的平面角是θ,

    则S△MNH=S△AMN*cosθ,

    ∵〈B=60°,

    AB=BC,

    ∴△ABC是正△,

    ∴AM=√3,

    ∵〈HAQ=30°,

    ∴QH=AQ/2=1/2,

    HM=QM-QH=3/2,

    AN=√2,

    在平面AMN上作MG⊥AN,交AN于G,

    MN=AM=√3,

    MG=√(3-1/2)=√10/2,

    S△AMN=AN*MG/2=(√2*√10/2)/2=√5/2,

    NH是△PQO的中位线,

    ∴NH=PO/2=√3/2,

    S△NHM=NH*HM/2=(√3/2)*(3/2)/2=3√3/8,

    (√5/2)*cosθ=3√3/8,

    cosθ=3√15/20,

    ∴二面角A-MN-Q大小为arccos(3√15/20).