【題目】如圖,四棱錐P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M為線段AD上一點(diǎn),AM=2MD,N為PC的中點(diǎn).
(1)證明:MN∥平面PAB;
(2)求直線AN與平面PMN所成角的正弦值.

【答案】
(1)

證明:取BC中點(diǎn)E,連結(jié)EN,EM,

∵N為PC的中點(diǎn),∴NE是△PBC的中位線,

∴NE∥PB,

又∵AD∥BC,∴BE∥AD,

∵AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M為線段AD上一點(diǎn),AM=2MD,

∴BE= BC=AM=2,

∴四邊形ABEM是平行四邊形,

∴EM∥AB,∴平面NEM∥平面PAB,

∵M(jìn)N平面NEM,∴MN∥平面PAB


(2)

解:在△AMC中,由AM=2,AC=3,cos∠MAC= ,得CM2=AC2+AM2﹣2ACAMcos∠MAC=9+4- =5.

∴AM2+MC2=AC2,則AM⊥MC,

∵PA⊥底面ABCD,PA平面PAD,

∴平面ABCD⊥平面PAD,且平面ABCD∩平面PAD=AD,

∴CM⊥平面PAD,則平面PNM⊥平面PAD.

在平面PAD內(nèi),過A作AF⊥PM,交PM于F,連接NF,則∠ANF為直線AN與平面PMN所成角.

在Rt△PAC中,由N是PC的中點(diǎn),得AN= ,

在Rt△PAM中,由PAAM=PMAF,得AF=

∴直線AN與平面PMN所成角的正弦值為


【解析】(1)法一、取PB中點(diǎn)G,連接AG,NG,由三角形的中位線定理可得NG∥BC,且NG= BC,再由已知得AM∥BC,且AM= BC,得到NG∥AM,且NG=AM,說明四邊形AMNG為平行四邊形,可得NM∥AG,由線面平行的判定得到MN∥平面PAB;
法二、證明MN∥平面PAB,轉(zhuǎn)化為證明平面NEM∥平面PAB,在△PAC中,過N作NE⊥AC,垂足為E,連接ME,由已知PA⊥底面ABCD,可得PA∥NE,通過求解直角三角形得到ME∥AB,由面面平行的判定可得平面NEM∥平面PAB,則結(jié)論得證;
(2)連接CM,證得CM⊥AD,進(jìn)一步得到平面PNM⊥平面PAD,在平面PAD內(nèi),過A作AF⊥PM,交PM于F,連接NF,則∠ANF為直線AN與平面PMN所成角.然后求解直角三角形可得直線AN與平面PMN所成角的正弦值.本題考查直線與平面平行的判定,考查直線與平面所成角的求法,考查數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法,考查了空間想象能力和計算能力,是中檔題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知雙曲線 , )的左、右焦點(diǎn)分別為 的直線交雙曲線右支于 兩點(diǎn) , ,則雙曲線的離心率為__________

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知函數(shù)f(x)=ex+ax2﹣ex,a∈R.
(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線平行于x軸,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)試確定a的取值范圍,使得曲線y=f(x)上存在唯一的點(diǎn)P,曲線在該點(diǎn)處的切線與曲線只有一個公共點(diǎn)P.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】某校為了解開展校園安全教育系列活動的成效對全校學(xué)生進(jìn)行了一次安全意識測試,根據(jù)測試成績評定“合格”“不合格”兩個等級,同時對相應(yīng)等級進(jìn)行量化:“合格”記5,“不合格”記0分.現(xiàn)隨機(jī)抽取部分學(xué)生的答卷,統(tǒng)計結(jié)果及對應(yīng)的頻率分布直方圖如圖所示:

等級

不合格

合格

得分

[20,40)

[40,60)

[60,80)

[80,100]

頻數(shù)

6

a

24

b

(1)a,b,c的值;

(2)先用分層抽樣的方法從評定等級為“合格”和“不合格”的學(xué)生中隨機(jī)抽取10人進(jìn)行座談,再從這10人中任選4,記所選4人的量化總分為ξ,ξ的分布列及數(shù)學(xué)期望E(ξ);

(3)某評估機(jī)構(gòu)以指標(biāo),其中表示的方差)來評估該校開展安全教育活動的成效.若0.7,則認(rèn)定教育活動是有效的;否則認(rèn)定教育活動無效,應(yīng)調(diào)整安全教育方案.在(2)的條件下,判斷該校是否應(yīng)調(diào)整安全教育方案.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB,則CD與平面BDC1所成角的正弦值等于( )
A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖,四棱錐P﹣ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,BC=2AD,△PAB與△PAD都是等邊三角形.

(1)證明:PB⊥CD;
(2)求二面角A﹣PD﹣C的大。

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè){an}的首項(xiàng)為a1 , 公差為﹣1的等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,若S1 , S2 , S4成等比數(shù)列,則a1=(
A.2
B.﹣2
C.
D.﹣

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】在直角坐標(biāo)系xOy中,以O(shè)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線C1的極坐標(biāo)方程為ρsin(θ+ )= a,曲線C2的參數(shù)方程為 (θ為參數(shù)).
(1)求C1的直角坐標(biāo)方程;
(2)當(dāng)C1與C2有兩個公共點(diǎn)時,求實(shí)數(shù)a取值范圍.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知函數(shù)f(x)=alnx﹣ax﹣3(a≠0).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)若f(x)+(a+1)x+4﹣e≤0對任意x∈[e,e2]恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍(e為自然常數(shù)).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案