(2014?西城区模拟)如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=23,沿对角线BD将三角形ABD向上折起,使点A移至点P,
(2014?西城区模拟)如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=23,沿对角线BD将三角形ABD向上折起,使点A移至点P,且点P在平面BCD上的射影O在DC上得到图2....
(2014?西城区模拟)如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=23,沿对角线BD将三角形ABD向上折起,使点A移至点P,且点P在平面BCD上的射影O在DC上得到图2.(1)求证:BC⊥PD;(2)判断△PDC是否为直角三角形,并证明;(3)(文)若M为PC的中点,求三棱锥M-BCD的体积.(理)若M为PC的中点,求二面角M-DB-C的大小.
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解答:(1)证明:∵点P在平面BCD上的射影O在DC上,
∴PO⊥BC,
∵BC⊥CD,PO∩CD=O,
∴BC⊥平面PDC,
∵PD?平面PDC,
∴BC⊥PD;
(2)解:△PDC是直角三角形.
∵BC⊥PD,PD⊥PB,BC∩PB=B,
∴PD⊥平面PBC,
∴PD⊥PC,
∴△PDC是直角三角形.
(3)(文)解:PD=2
,DC=6,DP⊥CP,
∴PC=2
,PO=
=2
,DO=2,OC=4,
∵M为PC的中点,∴M到平面BDC的距离h=
,
S△DBC=
×6×2
=6
,
∴三棱锥M-BCD的体积V=
×
×6
=2
.
(3)(理)解:如图,以平行于BC的直线为x轴,
以OC为y轴,以OP为z轴建立空间直角坐标系,
则O(0,0,0),P(0,0,2
),D(0,-2,0),
C(0,4,0),B(2
,4,0),M(0,2,
),
=(2
,6,0),
=(0,4,
),
设平面DBM的法向量
=(x,y,z),
则
∴PO⊥BC,
∵BC⊥CD,PO∩CD=O,
∴BC⊥平面PDC,
∵PD?平面PDC,
∴BC⊥PD;
(2)解:△PDC是直角三角形.
∵BC⊥PD,PD⊥PB,BC∩PB=B,
∴PD⊥平面PBC,
∴PD⊥PC,
∴△PDC是直角三角形.
(3)(文)解:PD=2
3 |
∴PC=2
6 |
2
| ||||
6 |
2 |
∵M为PC的中点,∴M到平面BDC的距离h=
2 |
S△DBC=
1 |
2 |
3 |
3 |
∴三棱锥M-BCD的体积V=
1 |
3 |
2 |
3 |
6 |
(3)(理)解:如图,以平行于BC的直线为x轴,
以OC为y轴,以OP为z轴建立空间直角坐标系,
则O(0,0,0),P(0,0,2
2 |
C(0,4,0),B(2
3 |
2 |
DB |
3 |
DM |
2 |
设平面DBM的法向量
n |
则
|