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已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥CD,∠DAB=90°,PA⊥底面...

已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥CD,∠DAB=90°,PA⊥底面ABCD且manfen5.com 满分网,M为PB中点.
(1)证明:平面PAD⊥平面PCD;
(2)求AB与平面PAC所成角;
(3)求二面角A-MC-B的余弦值.

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以A为坐标原点AD长为单位长度,建立空间直角坐标系, (Ⅰ)求出,计算,推出AP⊥DC.,然后证明CD垂直平面PAD,即可证明面PAD⊥面PCD; (Ⅱ)求出以及平面PAC的法向量,计算cos<,>的值,即可求得结果. (Ⅲ)在MC上取一点N(x,y,z),则存在使,说明∠ANB为所求二面角的平面角.求出,计算 即可取得结果. 【解析】 因为PA⊥PD,PA⊥AB,AD⊥AB,以A为坐标原点AD长为单位长度, 如图建立空间直角坐标系,则各点坐标为 A(0,0,0)B(0,2,0),C(1,1,0), D(1,0,0),P(0,0,1),M (Ⅰ)证明:因为, 故,所以AP⊥DC. 又由题设知AD⊥DC,且AP与与AD是平面PAD内的两条相交直线,由此得DC⊥面PAD. 又DC在面PCD上,故面PAD⊥面PCD (Ⅱ)【解析】 因=(0,2,0),=(0,0,1),=(1,1,0); 设平面PAC的法向量为=(e,f,g) ∵•=0,=0⇒g=0,e+f=0⇒=(1,1,0) ∴cos<,>===. ∴AB与平面PAC所成角:45°; (Ⅲ)【解析】 在MC上取一点N(x,y,z), 则存在使,, ∴x=1-λ,y=1,z=λ. 要使AN⊥MC,只需即, 解得.可知当时,N点坐标为,能使. , 有由得AN⊥MC,BN⊥MC.所以∠ANB为所求二面角的平面角. ∵, ∴. 故所求的二面角为arccos.
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考点分析:
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