如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,PA=PB=3,BC=1,AB=2,AD=3,O是AB中
如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,PA=PB=3,BC=1,AB=2,AD=3,O是AB中点.(Ⅰ)证明CD⊥平面PO...
如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,PA=PB=3,BC=1,AB=2,AD=3,O是AB中点.(Ⅰ)证明CD⊥平面POC;(Ⅱ)求二面角C-PD-O的平面角的余弦值.(Ⅲ)在侧棱PC上是否存在点M,使得BM∥平面POD,若存在试求出CMPC,若不存往,清说明理由.
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(I)平面ABCD内,过C点作CE⊥AD于E
∵直角梯形ABCD中,AD∥BC,BC=1,AB=2,AD=3,∴AE=1,CE=2
Rt△CDE中,DE=2,可得CD=
=2
∵Rt△BOC中,BO=
AB=1,BC=1,∴OC=
=
同理,得OD=
=
∴OD2=10=OC2+CD2,可得△OCD是以CD为斜边的直角三角形,
∴OC⊥CD
∵PA=PB,O是AB中点,∴PO⊥AB,
∵平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,PO?平面PAB,
∴PO⊥平面ABCD,结合CD?平面ABCD,得PO⊥CD
∵PO、OC是平面POC内的相交直线,∴CD⊥平面POC;
(II)设CD的中点为F,连结OF,则直线OB、OF、OP两两互相垂直,
分别以OB、OF、OP为x轴、y轴、z轴,建立直角坐标系O-xyz,如图所示
则C(1,1,0),D(-1,3,0),P(0,0,2
∵直角梯形ABCD中,AD∥BC,BC=1,AB=2,AD=3,∴AE=1,CE=2
Rt△CDE中,DE=2,可得CD=
CE2+DE2 |
2 |
∵Rt△BOC中,BO=
1 |
2 |
BO2+BC2 |
2 |
同理,得OD=
AO2+AD2 |
10 |
∴OD2=10=OC2+CD2,可得△OCD是以CD为斜边的直角三角形,
∴OC⊥CD
∵PA=PB,O是AB中点,∴PO⊥AB,
∵平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,PO?平面PAB,
∴PO⊥平面ABCD,结合CD?平面ABCD,得PO⊥CD
∵PO、OC是平面POC内的相交直线,∴CD⊥平面POC;
(II)设CD的中点为F,连结OF,则直线OB、OF、OP两两互相垂直,
分别以OB、OF、OP为x轴、y轴、z轴,建立直角坐标系O-xyz,如图所示
则C(1,1,0),D(-1,3,0),P(0,0,2
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