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题目
题型:不详难度:来源:
如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD是正方形,PA⊥面ABCD,点M是CD的中点,点N是PB的中点,连接AM,AN,MN.
(1)求证:MN面PAD;
(2)若MN=5,AD=3,求二面角N-AM-B的余弦值.魔方格
答案
(1)证明:如图,
魔方格

取PA的中点E,连接DE,EN,
∵点N是PB的中点,∴ENAB,EN=
1
2
AB

∵点M是CD的中点,底面ABCD是正方形,
DMAB,DM=
1
2
AB

∴ENDM,EN=DM.
∴四边形EDMN是平行四边形.
∴MNDE.
∵DE⊂平面PAD,MN⊄平面PAD,
∴MN面PAD;
(2)取AB中点G,连结NG,则NGPA,PA⊥面ABCD,
∴NG⊥面ABCD.
∵AM⊂面ABCD,
∴NG⊥AM.
过G作GF⊥AM,垂足为F,连接NF,
∵NG∩GF=G,NG⊂面NGF,GF⊂面NGF,
∴AM⊥面NGF.
∵NF⊂面NGF,
∴AM⊥NF.
∴∠NFG是二面角N-AM-B的平面角.
在Rt△NGM中,MN=5,MG=AD=3,得NG=


MN2-MG2
=


52-32
=4

在Rt△MGA中,AG=
3
2
,得AM=


MG2+AG2
=


32+(
3
2
)2
=
3


5
2

GF=
AG•MG
AM
=
3
2
×3
3


5
2
=
3


5
5

在Rt△NGF中,NF=


NG2+GF2
=


42+(
3


5
5
)2
=


445
5

cos∠NFG=
GF
NF
=
3


5
5


445
5
=
3


89
89

∴二面角N-AM-B的余弦值为
3


89
89
核心考点
试题【如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD是正方形,PA⊥面ABCD,点M是CD的中点,点N是PB的中点,连接AM,AN,MN.(1)求证:MN∥面PAD;(2】;主要考察你对二面角等知识点的理解。[详细]
举一反三
在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,AB=PA=
1
a
BC(a>0)

(Ⅰ)当a=1时,求证:BD⊥PC;
(Ⅱ)若BC边上有且只有一个点Q,使得PQ⊥QD,求此时二面角A-PD-Q的余弦值.魔方格
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如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=2,AB=AA1=2


2
,点D是AB的中点,点E是BB1的中点.
(1)求证:平面CDE⊥平面ABB1A1
(2)求二面角D-CE-A1的大小.魔方格
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如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是A1D1的中点,Q是A1B1上的任意一点,E、F是CD上的任意两点,且EF的长为定值.现有如下结论:
①异面直线PQ与EF所成的角是定值;
②点P到平面QEF的距离是定值;
③直线PQ与平面PEF所成的角是定值;
④三棱锥P-QEF的体积是定值;
⑤二面角P-EF-Q的大小是定值.
其中正确结论的个数是(  )
A.0B.1C.2D.3
魔方格
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在如图所示的多面体中,已知正方形ABCD和直角梯形ACEF所在的平面互相垂直,BC⊥AC,EFAC,AB=


2
,EF=EC=1.
(1)求证:AF平面BDE;
(2)求证:DF⊥平面BEF;
(3)求二面角A-BF-E的余弦值.魔方格
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如图,正方形ABCD、ABEF的边长都是1,而且平面ABCD、ABEF互相垂直.点M在AC上移动,点N在BF上移动,若CM=BN=a(0<a<
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