(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].