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如图18,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=2,M为BC的中点.

(1)证明AM⊥PM;

(2)求二面角P-AM-D的大小.

图18

(1)证明:如图19,取CD的中点E,连接PE、EM、EA,

图19

∵△PCD为正三角形,

∴PE⊥CD,PE=PDsin∠PDE=2sin60°=.

∵平面PCD⊥平面ABCD,∴PE⊥平面ABCD.

∵四边形ABCD是矩形,

∴△ADE、△ECM、△ABM均为直角三角形.

由勾股定理可求得EM=,AM=,AE=3,

∴EM2+AM2=AE2.∴AM⊥EM.

又EM是PM在平面ABCD上的射影,∴∠AME=90°.∴AM⊥PM.

(2)解:由(1)可知EM⊥AM,PM⊥AM,

∴∠PME是二面角P-AM-D的平面角.

∴tan∠PME===1.∴∠PME=45°.

∴二面角P-AM-D为45°.

练习册系列答案
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