(2010•南开区一模)如图,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PA=AD=a,M、N分别是AB、PC的中点.

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  • 解题思路:(Ⅰ)要证明MN∥平面PAD,可以想着找一个MN所在平面和平面PAD平行,取CD中点E,连接ME,NE,则容易证明ME∥平面PAD,NE∥平面PAD,所以平面MNE∥平面PAD,这样就能得到MN∥平面PAD;

    (Ⅱ)容易说明∠PDA是平面PCD与平面ABCD所成二面角的平面角,并能求出∠PDA;

    (Ⅲ)只要在平面MNE内找一直线和平面PCD垂直即可,通过观察MN像是所找直线,容易证明MN⊥CD,连接PM,CM,能得到PM=CM,所以MN⊥PC,这样这条直线就找到了,也就能证出平面MND⊥平面PCD了.

    (Ⅰ)取CD中点E,连接ME,NE则:ME∥AD,NE∥PD,AD⊂平面PAD,PD⊂平面PAD;

    ∴ME∥平面PAD,NE∥平面PAD,NE∩ME=E;

    ∴平面MNE∥平面PAD,MN⊂平面MNE;

    ∴MN∥平面PAD.

    (Ⅱ)PA⊥平面ABCD,AB⊂平面ABCD;

    ∴PA⊥AB,即AB⊥PA;

    又AB⊥AD,PA∩AD=A;

    ∴AB⊥平面PAD,CD∥AB;

    ∴CD⊥平面PAD,PD⊂平面PAD;

    ∴CD⊥PD,即PD⊥CD,又AD⊥CD,CD=平面PCD∩平面ABCD;

    ∴∠PDA是平面PCD与平面ABCD所成二面角的平面角;

    在Rt△PAD中,∠PAD=90°,PA=AD;

    ∴∠PDA=45°;

    ∴平面PCD与平面ABCD所成二面角是45°.

    (Ⅲ)由(Ⅰ)(Ⅱ)知MN∥平面PAD,CD⊥平面PAD;

    ∴CD⊥MN,即MN⊥CD,连接PM,CM;

    ∵AM=BM,PA=CB,∠PAM=∠CBM;P

    ∴△PAM≌△CBM,∴PM=CM,N是PC中点;

    ∴MN⊥PC,PD∩CD=C,PD,CD⊂平面PCD;

    ∴MN⊥平面PCD,MN⊂平面MNE;

    ∴平面MND⊥平面PCD.

    点评:

    本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定.

    考点点评: 本题考查线面平行的判定定理,面面平行的判定定理,面面平行的性质,线面垂直的性质,线面垂直的判定定理,面面垂直的判定定理.