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如图.已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形.AB∥CD.∠DAB=90°.PA⊥底面ABCD.且PA=AD=DC=AB=1.M是PB的中点.(1)求二面角P-AC-M的平面角的余弦值,(2)在棱PC

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 17:30:26分类:高中数学题库

如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥CD,∠DAB=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=DC=数学公式AB=1,M是PB的中点.
(1)求二面角P-AC-M的平面角的余弦值;
(2)在棱PC上是否存在点N,使DN∥平面AMC,若存在,确定点N的位置;若不存在,说明理由.在线课程解:(1)如图建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),M(0,1,),C(1,1,0),B(0,2,0),P(0,0,1)…(1分)

设平面AMC的一个法向量
,取x=1,则y=-1,z=2,∴=(1,-1,2)…(3分)
又∵=(1,-1,0)•(1,1,0)=0,
是平面PAC的一个法向量,…(5分)
∴cos<>=
所求二面角的余弦值为…(6分)
(2)存在,且N为PC中点
=(λ-1,λ,1-λ)…(9分)
依题意知,
∴λ=
,即N为PC中点…(12分)
分析:(1)建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,求出平面AMC的一个法向量,平面PAC的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求得二面角P-AC-M的平面角的余弦值;
(2)存在,且N为PC中点,利用,可得结论.
点评:本题考查面面角,考查线面平行,考查利用向量方法解决立体几何问题,解题的关键是确定平面的法向量.