解题思路:(Ⅰ)直接根据题中的已知条件求出线线垂直在得到线面垂直,最后转化出结论.
(Ⅱ)(文科)根据面面垂直转化出线面垂直,再根据已知条件求出锥体的体积.
(理科)先作出二面角的平面角,利用面面垂直和相关的线段长,再根据解三角形知识求出结果
证明:( I)PA=PD,N为AD的中点,
∴PN⊥AD,
又底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,
∴BN⊥AD,
∴AD⊥平面PNB,
∵AD∥BC,
∴BC⊥平面PNB.
( II)(文科)∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PN⊥AD
∴PN⊥平面ABCD,
∴PN⊥NB,
∵PA=PD=AD=2
∴PN=NB=
3,
∴S△PNB=
3
2
又BC⊥平面PNB,PM=2MC,
∴VP−NBM=VM−PNB=
2
3VC−PNB=
2
3•
1
3•
1
2•
3•
3•2=
2
3.
(理科)作ME∥BC交PB于E点,作EF⊥NB于F点,连结MF.
∵BC⊥平面PNB,
∴ME⊥平面PNB,EF是MF在平面PNB上的射影
∴MF⊥BN,
∴∠MFE是二面角P-NB-M的平面角,
∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PN⊥AD
∴PN⊥平面ABCD,
∴PN⊥NB,
∵PA=PD=AD=2∴PN=
3,
在△PBC中可知ME=
2
3BC=
4
3,
在△PNB中EF=
1
3PN=
3
3
∴tan∠MFE=
4
3
3.
点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查的知识要点:线面垂直的判定定理,面面垂直的性质定理,锥体的体积公式的应用,二面角的应用.属于中等题型.