如图,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=2,M为BC的中点,(1)证明:AM⊥PM;(2)求二面角P-AM-D的大小;(3)求点D到平面AMP的距离.-高三数学

题目简介

如图,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=2,M为BC的中点,(1)证明:AM⊥PM;(2)求二面角P-AM-D的大小;(3)求点D到平面AMP的距离.-高三数学

题目详情

如图,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=2,M为BC的中点,
(1)证明:AM⊥PM;
(2)求二面角P-AM-D的大小;
(3)求点D到平面AMP的距离.
题型:解答题难度:中档来源:山东省模拟题

答案

解:(1)取CD的中点E,连接PE、EM、EA,
∵△PCD为正三角形,
∴PE⊥CD,
∵平面PCD⊥平面ABCD,
∴PE⊥平面ABCD,∴PE⊥AM,
∵四边形ABCD是矩形,
∴△ADE、△ECM、△ABM均为直角三角形,
由勾股定理可求得,AE=3,
∴EM2+AM2=AE2,
∴∠AME=90°,∴AM⊥EM,
∴AM⊥平面PME,
∴PM⊥AM。
(2)由(1)易得∠PME是二面角P-AM-D的平面角,

∴∠PME=45°,
∴二面角P-AM-D为45°。
(3)设点D到平面PAM的距离为d,连接DM,
则VP-ADM=VD-PAM,
,而
在Rt△PEM中,由勾股定理可求得


即点D到平面PAM的距离为

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