【題目】如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,側(cè)棱PA⊥底面ABCD,AD∥BC,∠ABC=90°,PA=AB=BC=2,AD=1,M是棱PB的中點.

(1)求證:AM∥平面PCD;
(2)設(shè)點N是線段CD上的一動點,當點N在何處時,直線MN與平面PAB所成的角最大?并求出最大角的正弦值.

【答案】
(1)證明:以A為坐標原點,建立如圖所示的空間直角坐標系,則A(0,0,0),B(0,2,0),C(2,2,0),D(1,0,0),P(0,0,2),M(0,1,1)

設(shè)平面PCD的法向量是


(2)解:由點N是線段CD上的一點,可設(shè)

;

;

平面PAB的一個法向量為

設(shè)MN與平面PAB成θ角,則

令1+λ=t∈[1,2]

∴當點N是線段CD上靠近點C的三等分點時,MN與平面PAB所成角最大,最大角的正弦值為


【解析】(1)以點A為原點建立如圖所示的空間直角坐標系,求出 的坐標,再求出平面平面PCD的一個法向量 ,由 =0且AM面PCD內(nèi)得答案;(2)利用空間向量求出使直線MN與平面PAB所成的角最大時N的位置,然后再求出平面PBN的一個法向量,而 是平面PAB的一個法向量,由兩個法向量所成角的余弦值求得結(jié)論.
【考點精析】通過靈活運用直線與平面平行的判定和空間角的異面直線所成的角,掌握平面外一條直線與此平面內(nèi)的一條直線平行,則該直線與此平面平行;簡記為:線線平行,則線面平行;已知為兩異面直線,A,C與B,D分別是上的任意兩點,所成的角為,則即可以解答此題.

練習冊系列答案
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m⊥α,n∥α,m⊥n;α∥β, β∥r, m⊥α,m⊥r;

m∥α,n∥α,m∥n;; α⊥r, β⊥r,α∥β

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A.5
B.6
C.7
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(1)求實數(shù)m的取值范圍;
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