如图,在四棱锥中P-ABCD中,底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,PA=PD=AD=2,点M在线段PC上,且PM=2

1个回答

  • 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.