字典翻译 问答 初中 政治 已知四棱锥P-ABCD(如图),底面是边长为2的正方形,侧棱PA⊥底面ABCD,M、N分别为AD、BC的中点,MQ⊥PD于Q.(1)求证:平面PMN⊥平面PAD;(2)PA=2,求PM与平面PCD所成角的正弦值;(3)求二面角P-MN-Q的
问题标题:
已知四棱锥P-ABCD(如图),底面是边长为2的正方形,侧棱PA⊥底面ABCD,M、N分别为AD、BC的中点,MQ⊥PD于Q.(1)求证:平面PMN⊥平面PAD;(2)PA=2,求PM与平面PCD所成角的正弦值;(3)求二面角P-MN-Q的
问题描述:

已知四棱锥P-ABCD(如图),底面是边长为2的正方形,侧棱PA⊥底面ABCD,M、N分别为AD、BC的中点,MQ⊥PD于Q.

(1)求证:平面PMN⊥平面PAD;

(2)PA=2,求PM与平面PCD所成角的正弦值;

(3)求二面角P-MN-Q的余弦值.____

丁凯回答:
  【分析】(1)先证明MN⊥平面PAD,然后根据面面垂直的判定定理,即可得证.   (2)根据(1)的结论,易得CD⊥平面PAD,进而得到平面PCD⊥平面PAD,由题知PQ即为PM在平面PCD上的射影,解三角形PMQ,即可得到答案.   (3)由(1)的结论,∠PMQ即为二面角P-MN-Q的平面角,解三角形PMQ,即可得到答案.   证明:(1)∵PA⊥底面ABCD,MN⊂底面ABCD,   ∴MN⊥PA.   又∵MN⊥AD,且PA∩AD=A,   ∴MN⊥平面PAD.   又∵MN⊂平面PMN,   ∴平面PMN⊥平面PAD.   (2)∵CD∥MN,   ∴CD⊥平面PAD,   ∴平面PCD⊥平面PAD.   又∵MQ⊥PD于Q,   ∴MQ⊥平面PCD,   ∴∠MPQ即为PM与平面PCD所成的角.   ∵PA=AD=2,   ∴ΔPAD为等腰直角三角形,   则PM=,MQ=,   ∴sin∠MPQ==.   (3)由(1)MN⊥平面PAD知:PM⊥MN,MQ⊥MN,   ∴∠PMQ即为二面角P-MN-Q的平面角,   而PM=,MQ=,   ∴cos∠PMQ==.   【点评】求直线和平面所成的角时,应注意的问题是:(1)先判断直线和平面的位置关系.(2)当直线和平面斜交时,常用以下步骤:①构造--作出或找到斜线与射影所成的角;②设定--论证所作或找到的角为所求的角;③计算--常用解三角形的方法求角;④结论--点明斜线和平面所成的角的值.
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