如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=4,AB=2,以BD的中点O为球心、BD为直径的球面交PD于点M,(1)求证:平面ABM⊥平面PCD;(2)求直线PC

题目简介

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=4,AB=2,以BD的中点O为球心、BD为直径的球面交PD于点M,(1)求证:平面ABM⊥平面PCD;(2)求直线PC

题目详情

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=4,AB=2,以BD的中点O为球心、BD为直径的球面交PD于点M,
(1)求证:平面ABM⊥平面PCD;
(2)求直线PC与平面ABM所成的角;
(3)求点O到平面ABM的距离.
题型:解答题难度:中档来源:江西省高考真题

答案

(1)证明:依题设,M在以BD为直径的球面上,则BM⊥PD,
因为PA⊥平面ABCD,则PA⊥AB,
又AB⊥AD,所以AB⊥平面PAD,则AB⊥PD,
因此有PD⊥平面ABM,
所以平面ABM⊥平面PCD。
 (2)解:设平面ABM与PC交于点N,因为AB∥CD,
所以AB∥平面PCD,则AB∥MN∥CD,
由(1)知,PD⊥平面ABM,
则MN是PN在平面ABM上的射影,
所以∠PNM就是PC与平面ABM所成的角,


所求角为
(3)因为O是BD的中点,则O点到平面ABM的距离等于D点到平面ABM距离的一半,
由(1)知,PD⊥平面ABM于M,则|DM|就是D点到平面ABM的距离,
因为在Rt△PAD中,PA=AD=4,PD⊥AM,
所以M为PD的中点,
则O点到平面ABM的距离等于

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