题目内容
【题目】如图四棱锥中, 是梯形,AB∥CD, ,AB=PD=4,CD=2, ,M为CD的中点,N为PB上一点,且.
(1)若MN∥平面PAD;
(2)若直线AN与平面PBC所成角的正弦值为,求异面直线AD与直线CN所成角的余弦值。
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】试题分析:
(1)由题意在,连接EN,DE,结合条件可得四边形DMNE是平行四边形,故得MN∥DE,由线面平行的判定可得结论成立.(2)过点D作DHAB于H,则DHCD,建立空间直角坐标系,利用直线AN的方向向量与平面PBC的法向量并结合条件可得,然后根据两向量的夹角可得异面直线所成角的余弦值.
试题解析:
(1)证明:当则
,连接EN,DE,
EN∥AB,且,
M为CD的中点,CD=2,
,
又AB∥CD,
EN∥DM,EN=DM,
四边形DMNE是平行四边形,
MN∥DE,
又 平面PAD,MN平面PAD,
MN∥平面PAD.
(2)如图所示,过点D作DHAB于H,则DHCD.以D为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标D- yz.
则D(0,0,0),M(0,1,0),C(0,2,0),B(2,2,0),A(2,-2,0),
P(0,0,4),
∴,
.
该平面PBC的法向量为,
则由,得.
令z=1,则.
该直线AN与平面PBC所成的角为,则
,
解得
∴
设直线AD与直线CN所成角为,
则.
所以直线AD与直线CN所成角的余弦值为.
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