如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,PA⊥面ABCD,点M、N分别为BC、PA的中点,且
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解题思路:(1)要证线与面垂直,只要证明线与面上的两条相交线垂直,找面上的两条线,根据四边形是一个菱形,从菱形出发找到一条,再从PA⊥平面ABCD,得到结论.

(2)对于这种是否存在的问题,首先要观察出结论,再进行证明,根据线面平行的判定定理,利用中位线确定线与线平行,得到结论.

(3)过A作AE垂直PD于E,作CF垂直PD于F,则二面角A-PD-C的夹角即为AE,CF的夹角,代入异面直线上两点之间的距离公式,构造关于θ的三角方程,即可求出二面角A-PD-C的正切值.

证明:(1)∵ABCD为菱形,

∴AB=BC

又∠ABC=60°,

∴AB=BC=AC,

又M为BC中点,∴BC⊥AM

而PA⊥平面ABCD,BC⊂平面ABCD,∴PA⊥BC

又PA∩AM=A,∴BC⊥平面AMN

(2)存在点E,使得MN∥面ACE,理由如下:

取PD中点E,连接NE,EC,AE,

∵N,E分别为PA,PD中点,

∴NE

.

.

1

2AD

又在菱形ABCD中,CM

.

.

1

2AD

∴NE

.

.MC,即MCEN是平行四边形

∴NM∥EC,

又EC⊂平面ACE,NM⊄平面ACE

∴MN∥平面ACE,

即在PD上存在一点E,使得NM∥平面ACE,

此时 PE=

1

2PD=

2.

(3)过A作AE垂直PD于E,作CF垂直PD于F,

则AE=

2,CF=

14

2,EF=

2

2,AC=2

设二面角A-PD-C的平面角为θ

则AC=

AE2+CF2+EF2−2•AE•CF•cosθ

点评:

本题考点: 二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查的知识点是二面角的平面角及求法,直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定,空间中直线与平面之间的位置关系,是一个非常适合作为高考题目出现的问题,题目包含的知识点比较全面,重点突出,是一个好题.