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如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是梯形,PA⊥底面ABCD,其中BA⊥AD,AD∥BC,AC与BD交于点O,M是AB边上的点,且BM=13BA,已知PA=AD=4,AB=3,BC=2.(Ⅰ)求平面PAD与平面PMC所成锐二面角的正切值;

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如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是梯形,PA⊥底面ABCD,其中BA⊥AD,AD∥BC,AC与BD交于点O,M是AB边上的点,且BM=
1
3
BA,已知PA=AD=4,AB=3,BC=2.
作业搜
(Ⅰ)求平面PAD与平面PMC所成锐二面角的正切值;
(Ⅱ)已知N是PM上一点,且ON∥平面PCD,求
PM
PN
的值.
▼优质解答
答案和解析
(1)连接CM并延长交DA的延长线于E,则PE是平面PMC与平面PAD所成二面角的棱,
过A作AF垂直PE于F,连接MF.
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥MA,
又MA⊥AD,∴MA⊥平面PAD,
∵AF⊥PE,∴MF⊥PE,
∴∠MFA是平面PMC与平面PAD所成锐二面角的平面角…(3分)
∵BC=2,AD=4,BC∥AD,AM=2MB,
∴AE=4,又PA=4,∴AF=2
2

∴tan∠MFA=
MA
FA
=
2
2

所以平面PMC与平面PAD所成锐二面角的正切为
2
2
.…(6分)
(2)连接MO并延长交CD于G,连接PG,
∵ON∥平面PCD,∴ON∥PG,作业搜
在△BAD中∵
BO
OD
=
BC
AD
=
1
2
,又
BM
MA
=
1
2

BO
OD
=
BM
MA

∴MO∥AD,…(9分)
又在直角梯形ABCD中,由
MO
BC
=
AM
AB
OG
AD
=
OC
AC
,可得:MO=OG=
4
3

∵ON∥PG,
∴PN=MN,
PM
PN
=2.…(12分)