如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=2,AB=1,BM⊥PD,垂足为M.(1)求证:AM⊥PD;
(2)求直线CD与平面ACM所成角的余弦值.在线课程
(1)证明:∵PA⊥平面ABCD,AB?平面ABCD∴PA⊥AB
又AB⊥AD,AD∩PA=A,AD?平面PAD,PA?平面PAD
∴AB⊥平面PAD
∵PD?平面PAD,∴AB⊥PD…(3分)
∵BM⊥PD,AB?平面ABM,AB∩BM=B
∴PD⊥平面ABM
∵AM?平面ABM,∴AM⊥PD….(6分)
(2)解:如图,以点A为原点,建立空间直角坐标系A-xyz…(7分)
则 A(0,0,0),P(0,0,2),B(1,0,0),C(1,2,0),D(0,2,0),M(0,1,1)
∴

设平面ACM的一个法向量为

由
,可得
,令z=1,得x=2,y=-1,∴
…(10分)设直线CD与平面ACM所成角为θ,
则

∴
,即直线CD与平面ACM所成角的余弦值为
…(13分)分析:(1)证明AM⊥PD,只需证明PD⊥平面ABM,利用AB⊥PD,BM⊥PD可证;
(2)建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,求得平面ACM的一个法向量
,利用向量的夹角公式,即可求得线CD与平面ACM所成角的余弦值.点评:本题考查线面垂直、线线垂直,考查线面角,考查利用向量知识解决立体几何问题,解题的关键是建立空间直角坐标系,正确运用向量的夹角公式,属于中档题.