题目

在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,M,N分别是PA,PB的中点,PD垂直平面ABCD,且PD=AD=根号2,CD=1
（1）证明：MN平行平面PCD
（2）证明：MC垂直BD
（3）求二面角A-PB-D的余弦值.

提问时间：2020-07-18

答案

（1）因为MN为三角形PAB的中位线,所以MN平行AB,从而平行CD,因为MN不在平面PCD上,所以MN平行平面PCD.
（2）取AD中点E,连接ME,因为ME是三角形APD的中位线,所以ME平行PD,因为PD垂直平面ABCD,所以ME垂直平面ABCD,所以EC是MC在平面ABCD的射影,因为EC垂直BD,由三垂线定理得MC垂直BD.
（3）PD垂直平面ABCD,所以PD垂直AD,PD垂直BD,所以角ADB就是二面角A-PB-D.
COS角ADB=AD/BD=√2/√3=√6/3.