如图,四棱锥P-ABCD中,侧面是边长为2的正三角形,且与底面ABCD垂直,底面ABCD是面积为23的菱形,∠ADC为

2025-05-14 07:17:17
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回答1:

解答:(Ⅰ)证明:过P作PE⊥CD于E,连接AE,则E是DC的中点
∵侧面PDC⊥底面ABCD,PE?侧面PDC
∴PE⊥底面ABCD
∵底面ABCD是面积为2

3
的菱形,边长为2
∴2×
1
2
AD?DCsin∠ADE=2
3

∴sin∠ADC=
3
2

∵∠ADC是锐角,∴∠ADC=
π
3

∴△ADC是边长为2的等边三角形
∵E为DC的中点,∴AE⊥CD
∴PA⊥CD
(Ⅱ)解:设PD与平面CDM所成的角为θ,取PA的中点为N,连接MN、DN
∵M为PB的中点,∴MN∥AB,
∵DC∥AB,∴MN∥DC,
∵PD=AD,N为PA的中点,∴PN⊥DN,
∵PA⊥CD,CD∩DN=D
∴PN⊥平面DCMN
∴线段PN的长就是P到平面DCM的距离,
在等腰直角三角形PEA中,AE=PE=
3
,PA=
6
,∴PN=
1
2
PA=
6
2

∴P到平面DCM的距离是
6
2
,∴sinθ=
PN
PD
6
4

故PD与平面CDM所成的角为arcsin
6
4