.(本小题满分12分)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,PA丄平面ABCD,且PA=AD,E为棱PC上的一点,PD丄平面(I)求证:E为PC的中点;(II)若N为CD的中点,M为AB上的动点

题目简介

.(本小题满分12分)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,PA丄平面ABCD,且PA=AD,E为棱PC上的一点,PD丄平面(I)求证:E为PC的中点;(II)若N为CD的中点,M为AB上的动点

题目详情

.(本小题满分12分)
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,PA丄平面ABCD,且PA=AD,E为棱PC上的一点,PD丄平面
(I)求证:E为PC的中点;
(II)若N为CD的中点,M为AB上的动点,当直线MN与平面ABE所成的角最大时,求二面角的大小.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

解:(Ⅰ)过,由


可知
四点共面,…………………2分
又因为
,

∴在中,,………………………4分
∴可得EPC的中点.……………………6分
(Ⅱ)连结
连结,则为直线MN与平面ABE所成的角.
中,
最小时,最大,此时
所以MAB中点,……………………………9分


可知


.……………12分
法二(Ⅰ)建立如图所示空间直角坐标系,不妨设,则.………………2分
,
,…………………4分
因为  ,

,.……………………6分
(Ⅱ)设,
由(Ⅰ)知面的法向量为
MN与面ABE所成角为,

t=时,最大,此时MAB中点,…………………9分
平面NEM的法向量为 设平面CEM的法向量为
   而
    令

.……………………12分

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