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如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠ADC=45°,AD=AC=1,O为AC中点,PO⊥平面ABC

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/09 06:10:28
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠ADC=45°,AD=AC=1,O为AC中点,PO⊥平面ABCD,PO=2,M为PD中点.

(Ⅰ)证明:PB∥平面ACM;
(Ⅱ)证明:AD⊥平面PAC;
(Ⅲ)求直线AM与平面ABCD所成角的正切值.
(I)证明:连接BD,MO
在平行四边形ABCD中,因为O为AC的中点,
所以O为BD的中点,又M为PD的中点,所以PB∥MO
因为PB⊄平面ACM,MO⊂平面ACM
所以PB∥平面ACM
(II)证明:因为∠ADC=45°,且AD=AC=1,所以∠DAC=90°,即AD⊥AC
又PO⊥平面ABCD,AD⊂平面ABCD,所以PO⊥AD,AC∩PO=O,AD⊥平面PAC
(III)取DO中点N,连接MN,AN
因为M为PD的中点,所以MN∥PO,且MN=
1
2PO=1,由PO⊥平面ABCD,得MN⊥平面ABCD
所以∠MAN是直线AM与平面ABCD所成的角.
在Rt△DAO中,AD=1,AO=
1
2,所以DO=

5
2,
∴AN=
1
2DO=

5
4,MN=
1
2PO=1
在Rt△ANM中,tan∠MAN=
MN
AN=
1

5
4=
4
5
5
即直线AM与平面ABCD所成的正切值为
4
5
5