(08年绍兴一中三模) 如图,已知矩形ABCD,PA⊥平面AC于点A,M、N分别是AB、PC的中点.
⑴求证:MN⊥AB;
⑵若平面PDC与平面ABCD所成的二面角为,能否确定
,使得直线MN是异面直线AB与PC的公垂线?若能确定,求出
的值;若不能确定,说明理由.
(08年绍兴一中三模) 如图,已知矩形ABCD,PA⊥平面AC于点A,M、N分别是AB、PC的中点.
⑴求证:MN⊥AB;
⑵若平面PDC与平面ABCD所成的二面角为,能否确定
,使得直线MN是异面直线AB与PC的公垂线?若能确定,求出
的值;若不能确定,说明理由.
解析:证明:(
∴MK=AD,且MK∥AD. ∵AB⊥AD,∴AB⊥MK.
∵PA⊥平面ABCD,AB⊥AD, ∴PD⊥AB. ∵PN=CN,DK=CK,
∴NK∥PD.∴AB⊥NK,又MK∩NK=K, ∴AB⊥平面MNK, ∴AB⊥MN.
(2)解:由(1)得MN⊥AB,故MN为AB和PC的公垂线当且仅当MN⊥PC.
∵PN=CN,∴MN⊥PCPM=CM
①
∵AM=BM,∴①PA=BC. ② ∵BC=AD, ∴②
PA=AD.
又∵PA⊥平面ABCD,AD⊥CD,∴PD⊥CD. ∴∠ADP为二面角A―CD―P的平面角.
从而PA=AD△PAD为等腰直角三角形
∠ADP=
,