(2014?顺义区一模)如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,平面PAD⊥平面ABCD,PA=PD=AD=2
(2014?顺义区一模)如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,平面PAD⊥平面ABCD,PA=PD=AD=2,Q为AD的中点,M是棱PC上一点...
(2014?顺义区一模)如图在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,平面PAD⊥平面ABCD,PA=PD=AD=2,Q为AD的中点,M是棱PC上一点,且PM=13PC.(Ⅰ)求证:PQ⊥平面ABCD;(Ⅱ)证明:PA∥平面BMQ;(Ⅲ)求二面角M-BQ-C的度数.
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证明:(I)由已知中PA=PD,Q为AD的中点,
∴PQ⊥AD,
又∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PQ?平面PAD,
∴PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)连接AC交BQ于N,连接MN,
∵AQ∥BC,
∴△ANQ∽△CNB
∴
=
=
,
∴
=
,
∵PM=
PC,
∴PA∥MN
∵PA?平面MQB,MN?平面MQB
∴PA∥平面MQB
(Ⅲ)连结BD,∵底面ABCD是菱形,且∠BAD=60°,
∴△BAD是等边三角形,
∴BQ⊥AD由(Ⅰ)PQ⊥平面ABCD.
∴PQ⊥AD.
以Q为坐标原点,QA,QB,QP分别为x轴y轴z轴建立空间直角坐标系
则Q(0,0,0),A(1,0,0),B(0,
,0),P(0,0,
).
设平面BMQ的法向量为
=(x,y,z),
∴
∴PQ⊥AD,
又∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PQ?平面PAD,
∴PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)连接AC交BQ于N,连接MN,
∵AQ∥BC,
∴△ANQ∽△CNB
∴
AQ |
BC |
AN |
NC |
1 |
2 |
∴
AN |
AC |
1 |
3 |
∵PM=
1 |
3 |
∴PA∥MN
∵PA?平面MQB,MN?平面MQB
∴PA∥平面MQB
(Ⅲ)连结BD,∵底面ABCD是菱形,且∠BAD=60°,
∴△BAD是等边三角形,
∴BQ⊥AD由(Ⅰ)PQ⊥平面ABCD.
∴PQ⊥AD.
以Q为坐标原点,QA,QB,QP分别为x轴y轴z轴建立空间直角坐标系
则Q(0,0,0),A(1,0,0),B(0,
3 |
3 |
设平面BMQ的法向量为
m |
∴
|