(2013?蓟县二模)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,PA=AB=2,∠BAD=6

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  • (I)∵底面ABCD是菱形,∴AC⊥BD

    ∵PA⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,∴PA⊥BD

    又∵AC、PA是平面PAC内的相交直线,

    ∴直线BD⊥平面PAC;

    (II)过B作BE⊥AD于点E,连结PE

    ∵PA⊥平面ABCD,BE?平面ABCD,∴PA⊥BE

    ∵BE⊥AD,PA∩AD=A

    ∴BE⊥平面PAD,可得∠BPE就是直线PB与平面PAD所成角

    ∵Rt△BPE中,BE=

    3,PE=

    PA2+AE2=

    5

    ∴tan∠BPE=[BE/PE]=

    15

    5,即PB与平面PAD所成角的正切值等于

    15

    5;

    (III)设F为CM的中点,连结BF、DF

    ∵△BMC中,BM=BC,∴BF⊥CM.同理可得DF⊥CM

    ∴∠BFD就是二面角B-MC-D的平面角

    在△BFD中,BD=2,BF=DF=

    7

    2,

    ∴由余弦定理,得cos∠BFD=

    BF2+DF2?BD2

    2×BF×DF=-[1/7]

    由此可得二面角B-MC-D的余弦值等于-[1/7].