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如圖,在四棱錐PABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,PA=AB=2,∠BAD=60°.

(Ⅰ)求證:直線BD⊥平面PAC
(Ⅱ)求直線與平面所成角的正切值;
(Ⅲ)已知M在線段PC上,且BM=DM=,CM=3,求二面角的余弦值.

(Ⅰ)證明:因為四邊形ABCD是菱形, 所以ACBD………………1分
又因為PA⊥平面ABCD,  平面ABCD, 所以PABD, …3分
又因為,所以BD⊥平面PAC. ………………4分
(Ⅱ)
(Ⅲ)
(I)由條件易知ACBD,然后再證PABD即可.
(II)本小題關鍵是找或做出PB與平面PAD所成的角,過B作,連結PE,
因為PA⊥平面ABCD,  平面ABCD, 所以PABE又因為,所以BE⊥平面PAD.所以是直線與平面所成角.過B作,連結PE,
因為PA⊥平面ABCD,  平面ABCD, 所以PABE
又因為,所以BE⊥平面PAD. ………………5分
所以是直線與平面所成角. ………………6分
△BEP中, ,, ………………7分
所以
所以是直線與平面所成角的正切值. ………………8分
(Ⅲ)設F是MC的中點,連結BF,DF,
因為BM=BC,△BMC為等腰△,
所以BF⊥MC 同理DF⊥MC                ………………9分
所以為二面角的平面角.………10分
在△中,………………11分
由余弦定理得
所以二面角的余弦值為.………………12分
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中數學 來源:不詳 題型:解答題

如圖,在三棱錐S—ABC中,SC⊥平面ABC,點P、M分別是SC和SB的中點,設
PM=AC=1,∠ACB=90°,直線AM與直線SC所成的角為60°.
(I)求證:;(Ⅱ)求證:平面MAP⊥平面SAC;
( Ⅲ)求銳二面角M—AB—C的大小的余弦值;

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:解答題

(本小題共12分)
如圖,已知四棱錐中,底面,四邊形是直角梯形,

(1)證明:
(2)在線段上找出一點,使平面
指出點的位置并加以證明;

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:解答題

(本小題滿分12分)在四棱錐中,平面,底面為矩形,.

(Ⅰ)當時,求證:
(Ⅱ)若邊上有且只有一個點,使得,求此時二面角的余弦值.

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:填空題

如圖,已知平面,則圖中直角三角形的個數為________.

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:單選題

(   )

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:單選題

下列條件能推出平面平面的是(    )
A.存在一條直線
B.存在一條直線
C.存在兩條平行直線
D.存在兩條異面直線

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:單選題

點P為ΔABC所在平面外一點,PO⊥平面ABC,垂足為O,若PA=PB=PC,則點O是ΔABC的(  )                                   
A.內心B.外心C.重心D.垂心

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科目:高中數學 來源:不詳 題型:單選題

是兩個不同的平面,是兩條不同的直線,給出下列4個命題,其中正確命題是(    )
A.若,則
B.若,則
C.若,則
D.若在平面內的射影互相垂直,則

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同步練習冊答案
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