Question

【題目】如圖，在四棱錐P-ABCD中，底面ABCD為正方形，平面PAD⊥平面ABCD，點(diǎn)M在線段PB上，PD//平面MAC,PA=PD=,AB=4.

(1)求證：M為PB的中點(diǎn)；

(2)求二面角B-PD-A的大小；

(3)求直線MC與平面BDP所成角的正炫值。

Answer 1

【答案】（1）見解析；（2）；（3）

【解析】

(1)先證明(2) 建立空間直角坐標(biāo)系，利用向量法求二面角大小為.（3）利用向量法求得直線與平面所成角的正弦值為.

（1）設(shè)交點(diǎn)為，連接.

因?yàn)?/span>平面，平面平面，所以.

因?yàn)?/span>是正方形，所以為的中點(diǎn)，所以為的中點(diǎn).

（2）取的中點(diǎn)，連接，.

因?yàn)?/span>，所以.

又因?yàn)槠矫?/span>平面，且平面，所以平面.

因?yàn)?/span>平面，所以.

因?yàn)?/span>是正方形，所以.

如圖建立空間直角坐標(biāo)系，則，，，

，.

設(shè)平面的法向量為，則，即.

令，則，.于是.

平面的法向量為，所以.

由題知二面角為銳角，所以它的大小為.

（3）由題意知，，.

設(shè)直線與平面所成角為，則.

所以直線與平面所成角的正弦值為.