如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=4,AB=2,点M是PD的中点.

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  • 解题思路:(Ⅰ)要证平面ABM⊥平面PCD,只需证明平面PCD内的直线PD,垂直平面PAD内的两条相交直线BM、AB即可;

    (Ⅱ)平面ABM与PC交于点N,说明∠PNM就是PC与平面ABM所成的角,然后解三角形,求直线PC与平面ABM所成的角;

    (Ⅲ)因为CD∥平面ABM,所以C点到平面ABM的距离等于D点到平面ABM距离,求出DM即可.

    (Ⅰ)证明:∵PA=AD=4,点M为PD中点,∴AM⊥PD

    因为PA⊥平面ABCD,则PA⊥AB,又AB⊥AD,

    所以AB⊥平面PAD,则AB⊥PD,

    因此有PD⊥平面ABM,所以平面ABM⊥平面PCD

    (Ⅱ)设平面ABM与PC交于点N,

    因为AB∥CD,所以AB∥平面PCD,则AB∥MN∥CD,

    由(Ⅰ)知,PD⊥平面ABM,则MN是PN在平面ABM上的射影,

    所以∠PNM就是PC与平面ABM所成的角,且∠PNM=∠PCD,

    所以tan∠PNM=tan∠PCD=2

    2,

    所以cos∠PNM=[1/3];

    (Ⅲ)因为CD∥平面ABM,所以C点到平面ABM的距离等于D点到平面ABM距离,

    由(Ⅰ)知,PD⊥平面ABM于M,则DM就是D点到平面ABM的距离,

    因为在Rt△PAD中,PA=AD=4,PD⊥AM,

    所以M为PD的中点,DM=2

    2,

    则C点到平面ABM的距离等于2

    2.

    点评:

    本题考点: 点、线、面间的距离计算;平面与平面垂直的判定;直线与平面所成的角.

    考点点评: 本题考查了线面平行的判定定理、面面垂直的判定定理、点到平面的距离等知识点;注意线线平行,线面平行,面面平行的转化,同样注意线线垂直,线面垂直的转化;找平行时运用了平行四边形,中位线,找垂直时运用了矩形,三角形的高线,线面垂直的定义性质等.