如圖,已知底面為菱形的四棱錐P-ABCD中,△ABC是邊長為2的正三角形,AP=BP=
2
2
PC=
2
,且N為線段AC的中點(diǎn),M為側(cè)棱PB的中點(diǎn),
(1)求證:NM∥平面PAD;
(2)求證:平面PAB⊥平面ABCD;
(3)求直線DP和平面PAC所成角的正弦值.
考點(diǎn):平面與平面垂直的判定,直線與平面平行的判定
專題:空間位置關(guān)系與距離,空間角
分析:(1)連結(jié)BD,由四邊形ABCD為菱形,得對(duì)角形AC與BD交于點(diǎn)N,MN∥PD,由此能證明MN∥平面PAD.
(2)取AB中點(diǎn)O,連結(jié)OP,OC,由勾股定理得PO⊥OC,從而PO⊥平面ABCD,由此能證明平面PAB⊥平面ABCD.
(3)以O(shè)C為x軸,OB為y軸,OP為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法能求出直線DP和平面PAC所成角的正弦值.
解答: (1)證明:連結(jié)BD,∵四邊形ABCD為菱形,
∴對(duì)角形AC與BD交于點(diǎn)N,連結(jié)MN,
∵N為線段AC的中點(diǎn),M為側(cè)棱PB的中點(diǎn),
∴MN∥PD,
∵M(jìn)N不包含于平面PAD,PD?平面PAD,
∴MN∥平面PAD.
(2)證明:取AB中點(diǎn)O,連結(jié)OP,OC,
∵PA=PB,PO⊥AB,△POC中,OC=
3
,OP=1,PC=2,
∴OC2+OP2=PC2,∴PO⊥OC,又OC∩AB=O,
∴PO⊥平面ABCD,又PO?平面PAB,∴平面PAB⊥平面ABCD.
(3)解:如圖,以O(shè)C為x軸,OB為y軸,OP為z軸,
建立空間直角坐標(biāo)系,
A(0,-1,0),C(
3
,0,0
),P(0,0,1),)D(
3
,-2,0
),
設(shè)平面PAC的法向量
n
=(x,y,z)
,
PA
=(0,-1,-1),
PC
=(
3
,0,-1)
,
n
PN
=-y-z=0
n
PC
=
3
x-z=0
,取x=1,得
n
=(1,-
3
,
3
)

DP
=(-
3
,2,1)
,
設(shè)直線DP和平面PAC所成角為θ,
則sinθ=|cos<
DP
,
n
>|
=
|-
3
-2
3
+
3
|
7
•2
2
=
42
14

∴直線DP和平面PAC所成角的正弦值為
42
14
點(diǎn)評(píng):本題考查直線與平面平行的證明,考查平面與平面垂直的證明,考查直線與平面所成角的正弦值的求法,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意空間思維能力的培養(yǎng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

在如圖所示的幾何體中,四邊形ABCD為矩形,平面ABEF⊥平面ABCD,EF∥AB,∠BAF=90°,AD=2,AB=AF=2EF=1,點(diǎn)P在棱DF上.
(Ⅰ)求證:AD⊥BF:
(Ⅱ)若P是DF的中點(diǎn),求異面直線BE與CP所成角的余弦值;
(Ⅲ)若二面角D-AP-C的余弦值為
6
3
,求PF的長度.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

如圖所示的平面四邊形ABCD中,△ABD是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,△BCD為正三角形,且BD=4,AC與BD交于點(diǎn)O(如圖甲).現(xiàn)沿BD將平面四邊形ABCD折成三棱錐A-BCD,使得折起后∠AOC=θ(0<θ<π)(如圖乙).
(Ⅰ)證明:不論θ在(0,π)內(nèi)為何值,均有AC⊥BD;
(Ⅱ)當(dāng)三棱錐A-BCD的體積為
8
3
3
時(shí),求二面角B-AD-C的余弦值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

若等邊△ABC的邊長為2,平面內(nèi)一點(diǎn)M滿足
CM
=
1
3
CB
+
1
2
CA
,求
MA
MB

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知sinθ=-
12
13
,θ是第三象限角,求cos(
π
6
+θ)的值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知f(x)=lnx+1,g(x)=ax+
a-1
x
,F(xiàn)(X)=f(x)-g(x).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求函數(shù)F(x)在區(qū)間[
1
e
,e]上的最大值;
(2)若a≤
1
2
,求函數(shù)F(x)的單調(diào)區(qū)間;
(3)在曲線y=f(x)上任取兩點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2),(x1<x2),直線PQ的斜率為k,試探索:kx1,1,kx2 三者的大小關(guān)系,并說明理由.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)雙曲線C:
x2
2
-y2=1的左、右頂點(diǎn)分別為A1、A2,垂直子x軸的直線m與雙曲線C交于不同的兩點(diǎn)P、Q.
(Ⅰ)求直線A1P與直線A2Q的交點(diǎn)M的軌跡E的方程;
(Ⅱ)設(shè)點(diǎn)T(2,0).過點(diǎn)F(1,0)作直線l與(Ⅰ)中的軌跡E交于不同的兩點(diǎn)名A、B,設(shè)
FA
FB
,若λ∈[-2,-1],求|
TA
+
TB
|的取值范圍.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

函數(shù)f(x)=
1-lg(x-2)
的定義域?yàn)?div id="ojj2rub" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

若對(duì)任意x∈A,y∈B,(A、B⊆R)有唯一確定的f(x,y)與之對(duì)應(yīng),稱f(x,y)為關(guān)于x、y的二元函數(shù),現(xiàn)定義滿足下列性質(zhì)的二元函數(shù)f(x,y)為關(guān)于實(shí)數(shù)x、y的“廣義距離”:
(1)非負(fù)性:f(x,y)≥0,當(dāng)且僅當(dāng)x=y=0時(shí)取等號(hào);
(2)對(duì)稱性:f(x,y)=f(y,x);
(3)三角形不等式:f(x,y)≤f(x,z)+f(z,y)對(duì)任意的實(shí)數(shù)Z均成立;
現(xiàn)在給出四個(gè)二元函數(shù):
①f(x,y)=x2+y2
②f(x,y)=(x-y)2;
③f(x,y)=
x2+y2-xy
;
④f(x,y)=sin(x-y);
能夠稱為關(guān)于x、y的“廣義距離”的函數(shù)的所有序號(hào)是
 

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