(2014?广西模拟)如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥面ABCD,且PA=AD=2,点M,N分别在PD,PC上
(2014?广西模拟)如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥面ABCD,且PA=AD=2,点M,N分别在PD,PC上,PN=12NC,PM=MD.(Ⅰ)求证:...
(2014?广西模拟)如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥面ABCD,且PA=AD=2,点M,N分别在PD,PC上,PN=12NC,PM=MD.(Ⅰ) 求证:PC⊥面AMN;(Ⅱ)求二面角B-AN-M的余弦值.
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(1)(法一)∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥CD,
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A,∴CD⊥面PAD.∵AM?面PAD,∴CD⊥AM
∵M是PD的中点,且PA=AD=2,
∴AM⊥PD,又∵PD∩CD=D
∴AM⊥面PCD,而PC?面PCD,∴PC⊥AM.
∵
=
,∴点N是PC的三等分点.
∵PC=
=
=2
,∴PN=
.
∵
=
=
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A,∴CD⊥面PAD.∵AM?面PAD,∴CD⊥AM
∵M是PD的中点,且PA=AD=2,
∴AM⊥PD,又∵PD∩CD=D
∴AM⊥面PCD,而PC?面PCD,∴PC⊥AM.
∵
PN |
1 |
2 |
NC |
∵PC=
PA2+AC2 |
22+(2
|
3 |
2
| ||
3 |
∵
PN |
PA |
PA |
PC |
|