(1)求证:CM∥面PAD;
(2)求证:面PAB⊥面PAD;
(3)求点C到平面PAD的距离.在线课程
解:如图,建立空间直角坐标系O-xyz,C为坐标原点O,(1)证明:如图,建立空间直角坐标系.
∵PC⊥平面ABCD,
∴∠PBC为PB与平面ABC所成的角,即∠PBC=30°.
∵|PC|=2,∴|BC|=2
,|PB|=4.得D(1,0,0)、B(0,2
,0)、A(4,2
,0)、P(0,0,2).∵|MB|=3|PM|,
∴|PM|=1,M(0,
,
),
=(0,
,
),
=(-1,0,2),
=(3,2
,0).设
=x
+y
(x、y∈R),则(0,
,
)=x(-1,0,2)+y(3,2
,0)?x=
且y=
,∴
=
+
.∴
、
、
共面.又∵C∉平面PAD,故CM∥平面PAD.(2)证明:过B作BE⊥PA,E为垂足.
∵|PB|=|AB|=4,∴E为PA的中点.
∴E(2,
,1),
=(2,-
,1).又∵
•
=(2,-
,1)•(3,2
,0)=0,∴
⊥
,即BE⊥DA.而BE⊥PA,∴BE⊥面PAD.
∵BE?面PAB,∴面PAB⊥面PAD.
(3)解:由BE⊥面PAD知,
平面PAD的单位向量n0=
=
(2,-
,1).∴CD=(1,0,0)的点C到平面PAD的距离
d=|n0•
|=|
(2,-
,1)•(1,0,0)|=
.分析:根据题意,建立空间直角坐标系O-xyz,C为坐标原点O,
(1)要证CM∥面PAD,只需求出向量
与面PAD内的向量
、
共面即可.( 2)过B作BE⊥PA,E为垂足.要证面PAB⊥面PAD,只需证明面PAB内的向量
垂直面PAD内的直线PA、DA即可;(3)利用
在平面PAD的单位向量上的射影,求点C到平面PAD的距离.点评:本题主要考查空间直角坐标系的概念、空间点和向量的坐标表示以及用向量法证明平行关系,同时考查向量研究空间图形的数学思想方法.突破点在于求出相关的向量所对应的坐标.