2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:第3章 章末小结 Word版含解析
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空间向量与空间位置关系   [例1] 如图所示,已知PA⊥平面ABCD,ABCD为矩形,PA=AD,M,N分别为AB,PC的中点.求证:

  (1)MN∥平面PAD;

  (2)平面PMC⊥平面PDC.

  [证明] 如图所示,以A为坐标原点,AB,AD,AP所在的直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系A­xyz.

  设PA=AD=a,AB=b.则有,

  (1)P(0,0,a),A(0,0,0),D(0,a,0),C(b,a,0),B(b,0,0).

  ∵M,N分别为AB,PC的中点,

  ∴M,N.

  ∴\s\up7(―→(―→)=,\s\up7(―→(―→)=(0,0,a),\s\up7(―→(―→)=(0,a,0),

  ∴\s\up7(―→(―→)=\s\up7(―→(―→)+\s\up7(―→(―→).

  又∵MN⊄平面PAD,∴MN∥平面PAD.

  (2)由(1)可知:

  \s\up7(―→(―→)=(b,a,-a),\s\up7(―→(―→)=,

  \s\up7(―→(―→)=(0,a,-a).

  设平面PMC的一个法向量为n1=(x1,y1,z1),则

  \s\up7(―→(n1·eq \o(PC,\s\up7(―→)∴

  令z1=b,则n1=(2a,-b,b).

  设平面PDC的一个法向量为n2=(x2,y2,z2),则

  \s\up7(―→(n2·eq \o(PC,\s\up7(―→)∴

  令z2=1,则n2=(0,1,1),

  ∵n1·n2=0-b+b=0,∴n1⊥n2.

∴平面PMC⊥平面PDC.