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

题目简介

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

题目详情

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

答案

解:(1)依题设知,AC是所作球面的直径,则AM⊥MC。
又因为PA⊥平面ABCD,
则PA⊥CD,
又CD⊥AD,
所以CD⊥平面PAD,
则CD⊥AM,
所以AM⊥平面PCD
所以平面ABM⊥平面PCD。
(2)由(1)知,

则M是PD的中点可得

设D到平面ACM的距离为h,
,即
可求得
设所求角为θ,则

(3)可求得PC=6
因为AN⊥NC,
,得PN
所以
故N点到平面ACM的距离等于P点到平面ACM距离的
又因为M是PD的中点,
则P、D到平面ACM的距离相等,
由(2)可知所求距离为

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