求解一道数学题 30
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(Ⅰ)连接OM,正方形ABCD中,OB=OD,
M为PB的中点,
∴PD∥OM,
∵OM⊂面ACM,PD不在面ACM内,
∴PD∥面ACM;
(Ⅱ)∵PA=PC,OA=OC,∴PO⊥AC,同理PO⊥BD,
AC∩BD=O,
∴PO⊥面ABCD.
(Ⅲ)以O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
∵四棱锥P−ABCD的四条侧棱长相等,底面ABCD为正方形,M为PB的中点,PA=AB,设AB=1,
可得:D(−12,−12,0),P(0,0,2√2),C(12,−12,0),B(12,12,0),M(14,14,2√4),
可得:PD−→−=(−12,−12,−2√2),CM−→−=(−14,34,2√4),
∴cos<PD−→−,CM−→−>=PD−→−⋅CM−→−|PD−→−||CM−→−|=−3√3,
设异面直线PD与CM所成角为α,
∴sinα=−3√3.
M为PB的中点,
∴PD∥OM,
∵OM⊂面ACM,PD不在面ACM内,
∴PD∥面ACM;
(Ⅱ)∵PA=PC,OA=OC,∴PO⊥AC,同理PO⊥BD,
AC∩BD=O,
∴PO⊥面ABCD.
(Ⅲ)以O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
∵四棱锥P−ABCD的四条侧棱长相等,底面ABCD为正方形,M为PB的中点,PA=AB,设AB=1,
可得:D(−12,−12,0),P(0,0,2√2),C(12,−12,0),B(12,12,0),M(14,14,2√4),
可得:PD−→−=(−12,−12,−2√2),CM−→−=(−14,34,2√4),
∴cos<PD−→−,CM−→−>=PD−→−⋅CM−→−|PD−→−||CM−→−|=−3√3,
设异面直线PD与CM所成角为α,
∴sinα=−3√3.
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