如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,点M是棱PC的中点,PA⊥平面ABCD,AC、BD交于点O.(1)已知:PA=2,求证:AM⊥平面PBD;(2)若二面角M-A

题目简介

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,点M是棱PC的中点,PA⊥平面ABCD,AC、BD交于点O.(1)已知:PA=2,求证:AM⊥平面PBD;(2)若二面角M-A

题目详情

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,点M是棱PC的中点,PA⊥平面ABCD,AC、BD交于点O.
(1)已知:PA=
2
,求证:AM⊥平面PBD;
(2)若二面角M-AB-D的余弦值等于
21
7
,求PA的长.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)底面ABCD是边长为2的菱形,AC、BD交于点O.故O为AC的中点,
又∵点M是棱PC的中点,
∴AM、PO交点G是△PAC的重心,
∴AG=class="stub"2
3
AM=class="stub"2
3
×class="stub"1
2
PC
=
6
3
,OG=class="stub"1
3
PO=
3
3
,AG2+OG2=1=AO2
∴AG⊥PO
又BD⊥AO,BD⊥PA,PA∩AO=A
∴BD⊥平面PAC,
又由AM⊂平面PAC,
∴BD⊥AM,
又由AG⊥BD,AM∩AG=A
∴AM⊥平面PBD;
(2)由MOPA
∴MO⊥平面ABCD,
过O作AB的垂线,垂足为N,则ON=class="stub"1
2
BO=
3
2

连接MN,则MN⊥AB,
∴∠MNO即为二面角M-AB-D的平面角
3
2
OM2+(
3
2
)2
=
21
7
,解得OM-1
PA=2OM=2

更多内容推荐