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    2021运城景胜中学高二10月月考数学(理)试题含答案

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    这是一份2021运城景胜中学高二10月月考数学(理)试题含答案,共21页。试卷主要包含了 选择题, 填空题, 解答题等内容,欢迎下载使用。

    一、 选择题 (本题共计 12 小题 ,每题 5 分 ,共计60分 , )
    1. 过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是( )
    A.x-2y-1=0B.x-2y+1=0C.2x+y-2=0D.x+2y-1=0
    2. 若圆x2+y2-6x-8y=0的圆心到直线x-y+a=0的距离为22,则a的值为( )
    A.2或0B.12或32C.-2或2D.-2或0
    3. 下列说法正确的是( )
    A.平行于同一平面的两条直线平行 B.垂直于同一直线的两条直线垂直
    C.与某一平面所成角相等的两条直线平行 D.垂直于同一条直线的两个平面平行
    4. 若圆x2+y2-2x+4y+m=0截直线x-y-3=0所得弦长为6,则实数m的值为( )
    A.-31B.-4C.-2D.-1
    5. 两圆x2+y2+4x-4y=0与x2+y2+2x-12=0的公共弦长等于( )
    A.4B.23C.32D.42
    6. 已知两条直线m,n和两个平面α,β,下列命题正确的是( )
    A.若m⊥α,n⊥β,且m⊥n,则α⊥β
    B.若m // α,n // β,且m // n,则α // β
    C.若m⊥α,n // β,且m⊥n,则α⊥β
    D.若m⊥α,n // β,且m // n,则α // β
    7. 已知过点1,1的直线l与圆x2+y2-4x=0交于A,B两点,则|AB|的最小值为( )
    A.2B.2C.22D.4
    8. 一个空间几何体的三视图如图,则该几何体的表面积为( )

    A.9+3B.8+3C.10D.12+3

    9. 将边长为2的正方形ABCD沿对角线AC折起,使得BD=2,则异面直线AB和CD所成角的余弦值为( )
    A.12B.22C.32D.63

    10. 如图是某几何体的三视图,图中小方格单位长度为1,则该几何体外接球的表面积为( )

    A.24πB.16πC.12πD.8π

    11. 已知圆M:x2+y2+2x-1=0,直线l:x-y-3=0,点P在直线l上运动,直线PA,PB分别与圆M相切于点A,B,当切线长PA最小时,弦AB的长度为( )
    A.62B.6C.26D.46

    12. 直线ax+by-a+b=0ab≠0与圆x-22+y2=4交于A,B两点,且OA⊥OB(其中O为坐标原点),则ab=( )
    A.-1B.1C.2D.不确定
    二、 填空题 (本题共计 4 小题 ,每题 5 分 ,共计20分 , )

    13. 两条平行直线4x+3y+3=0与8x+6y-9=0的距离是________.

    14. 底面半径都是3且高都是4的圆锥和圆柱的全面积之比为________.

    15. 设点A(-3, 5)和B(2, 15),在直线l:3x-4y+4=0上找一点P,使|PA|+|PB|为最小,则这个最小值为________.

    16. 已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,P是AA1中点,过点D1作平面α,满足CP⊥平面α,则平面α与正方体ABCD-A1B1C1D1的截面周长为________.

    三、 解答题 (本题共计 6 小题 ,共计70分 , )

    17.(10分) 如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的菱形,PD⊥底面ABCD.

    (1)求证:AC⊥平面PBD;

    (2)若PD=2,直线∠DBP=45∘,求四棱锥P-ABCD的体积.
    18.(12分) 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,过E点作EF⊥PB交PB于点F.求证:

    (1)PA // 平面EDB;

    (2)PB⊥平面EFD.
    19.(12分) 已知直线L被两平行直线L1:2x-5y+9=0与L2:2x-5y-7=0所截线段AB的中点恰在直线x-4y-1=0上,已知圆C:x+42+y-12=25.
    (1)证明直线L与圆C恒有两个交点;

    (2)求直线L被圆C截得的弦长最小时的方程.
    20.(12分) 已知圆M的圆心为0,2,且直线3x+y=0与圆M相切,设直线l的方程为x-2y=0,若点P在直线l上,过点P作圆M的切线PA,PB,切点为A,B.
    (1)求圆M的标准方程;

    (2)若∠APB=60∘,试求点P的坐标;

    (3)若点P的坐标为2,1,过点P作直线与圆M交于C,D两点,当|CD|=2时,求直线CD的方程.
    21.(12分) 已知圆C:x2+y2-2x-4y-20=0.
    (1)求圆C关于直线x-2y-2=0对称的圆D的标准方程;

    (2)过点P4,-4的直线l被圆C截得的弦长为8,求直线l的方程;

    (3)当k为何值时,直线m:kx-y+3k+1=0与圆C相交弦长最短,并求出最短弦长.
    22.(12分) 如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AB//CD,且CD=2,AB=1,BC=22,PA=1,AB⊥BC,N为PD的中点.

    (1)求证:AN//平面PBC;

    (2)求平面PAD与平面PBC所成锐二面角的余弦值;

    (3)在线段PD上是否存在一点M,使得直线CM与平面PBC所成角的正弦值为2626,若存在,求出DMDP的值;若不存在,说明理由.
    理数答案
    参考答案与试题解析
    景胜中学2020年10月高二年级月考数学试题(理)
    一、 选择题 (本题共计 12 小题 ,每题 5 分 ,共计60分 )
    1.
    【答案】
    A
    【解答】
    解:所求直线与直线x−2y−2=0平行,
    故所求直线的斜率k=12.
    又直线过点(1,0),
    利用点斜式得所求直线的方程为y−0=12(x−1),
    即x−2y−1=0.
    故选A.
    2.
    【答案】
    A
    【解答】
    解:把圆x2+y2−6x−8y=0化为标准方程为:(x−3)2+(y−4)2=25,
    ∴ 圆心坐标为(3,4).
    ∵ 圆心(3,4)到直线x−y+a=0的距离为22,
    ∴ |3−4+a|2=22,即|a−1|=1,
    可化为a−1=1或a−1=−1,
    解得a=2或0.
    故选A.
    3.
    【答案】
    D
    【解答】
    解:A,平行于同一平面的两条直线可能平行,相交,异面,故A错误;
    B,垂直于同一直线的两条直线可能平行,相交,异面,故B错误;
    C,与某一平面成等角的两直线可能平行,相交,异面,故C错误;
    D,垂直于同一直线得两平面平行,故D正确.
    故选D.
    4.
    【答案】
    B
    【解答】
    解:由圆x2+y2−2x+4y+m=0即(x−1)2+(y+2)2=5−m,
    ∴ 圆心为(1, −2),
    ∴ 圆心在直线x−y−3=0上,
    ∴ 此圆直径为6,则半径为3,
    ∴ 5−m=32,∴ m=−4.
    故选B.
    5.
    【答案】
    D
    【解答】
    解:公共弦方程为x−2y+6=0.圆x2+y2+2x−12=0的圆心为−1,0,半径r=13圆心到公共弦的距离d=5所以弦长为2×13−5=42。故D正确.
    6.
    【答案】
    A
    【解答】
    解:若m⊥α,n⊥β,且m⊥n,则α⊥β,故A正确;
    若m // α,n // β,且m // n,则α与β平行或相交,故B错误;
    若m⊥α,n // β,且m⊥n,则α与β平行或相交,所以C错误;
    若m⊥α,m // n,则n⊥α,又由n // β,则α⊥β,故D错误.
    故选A.
    7.
    【答案】
    C
    【解答】
    解:圆x2+y2−4x=0可化为(x−2)2+y2=4,
    圆心为2,0,则2,0,1,1两点距离为2,圆的半径为2,
    AB最小值为222−22=22.
    故选C.
    8.
    【答案】
    D
    【解答】
    解:由三视图可知:该几何体是一个棱长和底面边长都是2的正三棱柱砍去一个三棱锥得到的几何体.
    S=S△ABC+S矩形CBB1C1+S梯形ACC1P+
    S梯形ABB1P+S△PC1B1
    =34×4+2×2+2×12×(2+1)×2+
    12×5−1×2=12+3.
    故选D.
    9.
    【答案】
    A
    【解答】
    解:取AC,BD,BC中点依次为E,F,G,
    连接BD,EF,EG,FG,DE,EB,
    则FG//CD,EG//AB,
    ∴ ∠FGE为异面直线AB与CD所成的角.
    正方形边长为2,则FG=22,EG=22,
    在等腰直角三角形ABC中,
    ∵ AB=BC=2,
    ∴ AC=2.
    ∵ 点E为AC的中点,
    ∴ BE=12AC=1,
    同理可得,DE=1.
    ∵ BE2+DE2=2=BD2,
    ∴ △BED是等腰直角三角形.
    又∵ 点F为BD的中点,
    ∴ EF=12BD=22.
    在△EFG中,FG=EG=EF=22,
    ∴ △EFG是等边三角形,
    ∴ ∠FGE=60∘,
    ∴ cs∠FGE=cs60∘=12.
    故选A.
    10.
    【答案】
    A
    【解答】
    解:根据几何体的三视图,得该几何体是三棱锥,
    还原到长方体中,长方体的长宽高分别为2, 2, 4,如图所示,
    因为长方体的外接球就是三棱锥的外接球,
    所以外接球的直径为长方体的体对角线的长度为:
    22+22+42=24=26,
    所以外接球的半径为6,
    则该几何体外接球的表面积为4π(6)2=24π.
    故选A.
    11.
    【答案】
    B
    【解答】
    解:由条件得圆M:x+12+y2=2,圆心M−1,0,半径r=2.
    因为PM2=PA2+r2=PA2+2,
    所以当PM取得最小值时,切线长PA有最小值.
    易知当PM⊥l时,PM有最小值为PM=|−1−0−3|2=22,
    所以PA的最小值为8−2=6,
    所以AB=2×MA⋅PAPM=6.
    故选B.
    12.
    【答案】
    B
    【解答】
    解:因为原点O在圆上,若OA⊥OB,则AB为圆的直径,
    所以直线过圆心2,0,故2a−a+b=0,得ab=1.
    故选B.
    二、 填空题 (本题共计 4 小题 ,每题 5 分 ,共计20分 )
    13.
    【答案】
    32
    【解答】
    可将直线8x+6y−9=0化为4x+3y−92=0,
    所以两条平行直线间的距离为|3−(−92)|42+32=32,
    14.
    【答案】
    47
    【解答】
    由题意,圆柱与圆锥的底面半径R=3,圆柱与圆锥的高h=4,
    则圆锥的母线长为l=5,
    则圆锥的全面积为:πR2+12×2πR×l=9π+15π=24π;
    圆柱的全面积为:2πR2+π×2R×h=18π+24π=42π.
    ∴ 圆锥的全面积与圆柱的全面积之比为:24π42π=47.
    15.
    【答案】
    513
    【解答】
    解:设点A(−3, 5)关于直线l:3x−4y+4=0的对称点为A′(a, b),
    由题意可列得方程组:b−5a+3×34=−1,3×a−32−4×b+52+4=0,
    解得A′(3,−3),
    则|PA|+|PB|的最小值=|A′B|=12+182=513.
    故答案为:513.
    16.
    【答案】
    45+62
    【解答】
    解:取AD 中点 E,AB 中点 F,连接PD,D1E,EF,B1F,B1D1,AC,BD,如下图所示:
    因为E为 AD 中点,F 为 AB 中点,
    则 EF // BD,BD // B1D1,
    所以 EF // B1D1,
    所以 E,F,B1,D1 四点共面.
    根据正方形性质可知 CD⊥平面 ADD1A1,而 D1E⊂平面ADD1A1,
    所以 CD⊥D1E.
    易得△D1DE≅△DAP,
    可知∠ED1D=∠PDA,而∠PDA+∠PDD1=90∘,
    所以∠ED1D+∠PDD1=90∘,即 PD⊥D1E.
    因为 CD∩PD=D,
    所以 D1E⊥平面 PDC,而CP⊂平面 PDC,
    所以 D1E⊥CP.
    E 为 AD 中点,F 为 AB 中点,
    由正方形和正方体性质可知EF⊥AC,PA⊥EF,且 PA∩AC=A,
    所以 EF⊥平面 PAC,而 CP⊂平面 PAC,
    所以 EF⊥CP.
    又因为 D1E⊥CP,D1E∩EF=E,
    所以 CP⊥平面 EFB1D1,即平面 EFB1D1 为平面 α 与正方体 ABCD−A1B1C1D1 的截面,
    正方体 ABCD−A1B1C1D1 棱长为 4,
    所以 EFB1D1 的周长为: B1D1+D1E+EF+B1F
    =42+42+22+22+42+22=45+62.
    故答案为:45+62.
    三、 解答题 (本题共计 6 小题 ,共计70分 )
    17.
    【答案】
    (1)证明:因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD.
    又因为PD⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
    所以PD⊥AC.
    又PD∩BD=D,PD⊂平面PBD,BD⊂平面PBD,
    故AC⊥平面PBD;
    (2)解:因为∠DBP=45∘,PD⊥平面ABCD,
    因此BD=PD=2.
    又AB=AD=2,
    所以菱形ABCD的面积为S=AB⋅AD⋅sin60∘=23,
    故四棱锥P−ABCD的体积V=13S⋅PD=433.
    【解答】
    (1)证明:因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD.
    又因为PD⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
    所以PD⊥AC.
    又PD∩BD=D,PD⊂平面PBD,BD⊂平面PBD,
    故AC⊥平面PBD;
    (2)解:因为∠DBP=45∘,PD⊥平面ABCD,
    因此BD=PD=2.
    又AB=AD=2,
    所以菱形ABCD的面积为S=AB⋅AD⋅sin60∘=23,
    故四棱锥P−ABCD的体积V=13S⋅PD=433.
    18.
    【答案】
    证明:(1) 连结AC、BD,交于点O,连结OE,
    ∵底面ABCD是正方形,
    ∴ O是AC中点,
    ∵点E是PC的中点,
    ∴OE//PA.
    ∵OE⊂平面EDB, PA⊄平面EDB,
    ∴ PA//平面EDB.
    (2)∵PD=DC,点E是PC的中点,
    ∴DE⊥PC.
    ∵底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,
    ∴ PD⊥BC, CD⊥BC,且 PD∩DC=D,
    ∴ BC⊥平面PDC,
    ∴ DE⊥BC,
    又PC∩BC=C,
    ∴ DE⊥平面PBC,
    ∴ DE⊥PB,
    ∵EF⊥PB ,EF∩DE=E,
    ∴PB⊥平面EFD.
    【解答】
    证明:(1) 连结AC、BD,交于点O,连结OE,
    ∵底面ABCD是正方形,
    ∴ O是AC中点,
    ∵点E是PC的中点,
    ∴OE//PA.
    ∵OE⊂平面EDB, PA⊄平面EDB,
    ∴ PA//平面EDB.
    (2)∵PD=DC,点E是PC的中点,
    ∴DE⊥PC.
    ∵底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,
    ∴ PD⊥BC, CD⊥BC,且 PD∩DC=D,
    ∴ BC⊥平面PDC,
    ∴ DE⊥BC,
    又PC∩BC=C,
    ∴ DE⊥平面PBC,
    ∴ DE⊥PB,
    ∵EF⊥PB ,EF∩DE=E,
    ∴PB⊥平面EFD.
    19.
    【答案】
    解:(1)设线段AB的中点P的坐标a,b,
    由P到L1,L2的距离相等,得|2a−5b+9|22+52=|2a−5b−7|22+52,
    经整理得,2a−5b+1=0,
    又点P在直线x−4y−1−0上,所以a−4b−1=0,
    解方程组2a−5b+1=0,a−4b−1=0,得a=−3,b=−1,即点P的坐标−3,−1,
    所以直线L恒过点P−3,−1.
    将点P−3,−1代入圆C:x+42+y−12=25,
    可得−3+42+−1−12<25,
    所以点P−3,−1在圆内,从而过点P的直线L与圆C恒有两个交点.
    (2)当PC与直线L垂直时,弦长最小,
    因为kPC=−2,所以直线L的斜率为12,
    所以直线L的方程为:x−2y+1=0.
    【解答】
    解:(1)设线段AB的中点P的坐标a,b,
    由P到L1,L2的距离相等,得|2a−5b+9|22+52=|2a−5b−7|22+52,
    经整理得,2a−5b+1=0,
    又点P在直线x−4y−1−0上,所以a−4b−1=0,
    解方程组2a−5b+1=0,a−4b−1=0,得a=−3,b=−1,即点P的坐标−3,−1,
    所以直线L恒过点P−3,−1.
    将点P−3,−1代入圆C:x+42+y−12=25,
    可得−3+42+−1−12<25,
    所以点P−3,−1在圆内,从而过点P的直线L与圆C恒有两个交点.
    (2)当PC与直线L垂直时,弦长最小,
    因为kPC=−2,所以直线L的斜率为12,
    所以直线L的方程为:x−2y+1=0.
    20.
    【答案】
    解:(1)由题得圆的半径为|0+2|3+1=1,
    所以圆M的标准方程为x2+y−22=1.
    (2)∵ 点P在直线上,可设P2m,m,
    又∠APB=60∘,
    由题可知|MP|=2|AM|,
    ∴ |MP|=2,
    ∴ 2m2+m−22=4,
    解之得: m=0,m=45,
    故所求点P的坐标为P0,0或P85,45.
    (3)斜率不存在时,直线CD的方程为: x=2,
    此时直线CD与圆M相离,所以舍去;
    斜率存在时,设直线CD的方程为: y−1=kx−2,
    由题知圆心M到直线CD的距离为22,
    即22=|−2k−1|1+k2,
    解得k=−1或k=−17,
    故所求直线CD的方程为: x+y−3=0或x+7y−9=0.
    【解答】
    解:(1)由题得圆的半径为|0+2|3+1=1,
    所以圆M的标准方程为x2+y−22=1.
    (2)∵ 点P在直线上,可设P2m,m,
    又∠APB=60∘,
    由题可知|MP|=2|AM|,
    ∴ |MP|=2,
    ∴ 2m2+m−22=4,
    解之得: m=0,m=45,
    故所求点P的坐标为P0,0或P85,45.
    (3)斜率不存在时,直线CD的方程为: x=2,
    此时直线CD与圆M相离,所以舍去;
    斜率存在时,设直线CD的方程为: y−1=kx−2,
    由题知圆心M到直线CD的距离为22,
    即22=|−2k−1|1+k2,
    解得k=−1或k=−17,
    故所求直线CD的方程为: x+y−3=0或x+7y−9=0.
    21.
    【答案】
    解:1圆C的方程可化为x−12+y−22=25,
    圆C的圆心为1,2,半径为5.
    设圆D的标准方程为x−a2+y−b2=25,
    由点Da,b与点C1,2关于直线x−2y−2=0对称,
    得b−2a−1=−2,a+12−2×b+22−2=0,
    解得:a=3,b=−2,
    因此圆D的标准方程为x−32+y+22=25.
    2设直线l与圆C交于A,B两点.
    当直线l的斜率不存在时,方程为x=4,
    这时圆心C1,2到直线l的距离d=1−4=3,
    AB=2r2−d2=225−9=8,符合条件;
    当直线l的斜率存在时,设其方程为y+4=kx−4,
    即kx−y−4k−4=0,
    这时圆心C1,2到直线l的距离:
    d=1×k−2×1−4k−4k2+−12=3k+6k2+1,
    因为AB=8,
    所以225−3k+6k2+12=8,
    解得:k=−34,
    这时直线l的方程为y+4=−34x−4,
    即3x+4y+4=0.
    因此,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
    3由题意可知:直线m:kx−y+3k+1=0过定点E−3,1,
    (−3)2+12−2×(−3)−4×1−20=−8<0,
    所以定点E在圆C内,
    所以当直线m与直线CE垂直时,弦长最短.
    因为kCE=2−11−−3=14,
    由k×kCE=−1,得k=−4,
    这时圆心C1,2到直线m的距离即为:
    CE=−3−12+1−22=17,
    所以弦长为2r2−CE2=225−17=42.
    【解答】
    解:1圆C的方程可化为x−12+y−22=25,
    圆C的圆心为1,2,半径为5.
    设圆D的标准方程为x−a2+y−b2=25,
    由点Da,b与点C1,2关于直线x−2y−2=0对称,
    得b−2a−1=−2,a+12−2×b+22−2=0,
    解得:a=3,b=−2,
    因此圆D的标准方程为x−32+y+22=25.
    2设直线l与圆C交于A,B两点.
    当直线l的斜率不存在时,方程为x=4,
    这时圆心C1,2到直线l的距离d=1−4=3,
    AB=2r2−d2=225−9=8,符合条件;
    当直线l的斜率存在时,设其方程为y+4=kx−4,
    即kx−y−4k−4=0,
    这时圆心C1,2到直线l的距离:
    d=1×k−2×1−4k−4k2+−12=3k+6k2+1,
    因为AB=8,
    所以225−3k+6k2+12=8,
    解得:k=−34,
    这时直线l的方程为y+4=−34x−4,
    即3x+4y+4=0.
    因此,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
    这时直线l的方程为y+4=−34x−4,
    即3x+4y+4=0.
    因此,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
    3由题意可知:直线m:kx−y+3k+1=0过定点E−3,1,
    (−3)2+12−2×(−3)−4×1−20=−8<0,
    所以定点E在圆C内,
    所以当直线m与直线CE垂直时,弦长最短.
    因为kCE=2−11−−3=14,
    由k×kCE=−1,得k=−4,
    这时圆心C1,2到直线m的距离即为:
    CE=−3−12+1−22=17,
    所以弦长为2r2−CE2=225−17=42.
    22.
    【答案】
    (1)证明:过A作AE⊥CD于点E,则DE=1,
    以A为原点,AE,AB,AP所在的直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.
    则A(0,0,0),B0,1,0, E22,0,0,D22,−1,0 ,C(22,1,0),P0,0,1,
    ∵ N为PD的中点.
    ∴ N2,−12,12.
    AN→=2,−12,12,BP→=(0,−1,1),BC→=(22,0,0),
    设平面PBC的法向量为m→=x,y,z,
    则m→⋅BP→=−y+z=0,m→⋅BC→=22x=0,
    令y=1,则x=0,z=1,
    ∴ m→=(0,1,1).
    ∴ AN→⋅m→=−12+12=0,即AN→⊥m→,
    又AN⊄平面PBC.
    ∴ AN//平面PBC.
    (2)解:由(1)知,AP→=(0,0,1),AD→=22,−1,0,
    设平面PAD的法向量为n→=(a,b,c),
    则n→⋅AP→=c=0,n→⋅AD→=22a−b=0,
    令a=1,则b=22,c=0,
    ∴ n→=(1,22,0),
    ∴ cs⟨m→,n→⟩=m→⋅n→|m→|⋅|n→|=222×3=23.
    故平面PAD与平面PBC所成锐二面角的余弦值为23.
    (3)解:令DM→=λDP→,λ∈0,1,
    设Mx,y,z,
    ∴ x−22,y+1,z=λ(−22,1,1).
    ∴ M22−22λ,λ−1,λ,
    ∴ CM→=(−22λ, λ−2,λ).
    由(1)知,平面PBC的法向量为m→=0,1,1.
    ∵ 直线CM与平面PBC所成角的正弦值为2626,
    ∴ 2626=|CM→⋅m→||CM→||m→|=|2λ−2|8λ2+λ−22+λ2×2,
    化简得21λ2−50λ+24=0,即(3λ−2)(7λ−12)=0,
    ∵ λ∈(0,1),
    ∴ λ=23,
    故DMDP=23.
    【解答】
    (1)证明:过A作AE⊥CD于点E,则DE=1,
    以A为原点,AE,AB,AP所在的直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.
    则A(0,0,0),B0,1,0, E22,0,0,D22,−1,0 ,C(22,1,0),P0,0,1,
    ∵ N为PD的中点.
    ∴ N2,−12,12.
    AN→=2,−12,12,BP→=(0,−1,1),BC→=(22,0,0),
    设平面PBC的法向量为m→=x,y,z,
    则m→⋅BP→=−y+z=0,m→⋅BC→=22x=0,
    令y=1,则x=0,z=1,
    ∴ m→=(0,1,1).
    ∴ AN→⋅m→=−12+12=0,即AN→⊥m→,
    又AN⊄平面PBC.
    ∴ AN//平面PBC.
    (2)解:由(1)知,AP→=(0,0,1),AD→=22,−1,0,
    设平面PAD的法向量为n→=(a,b,c),
    则n→⋅AP→=c=0,n→⋅AD→=22a−b=0,
    令a=1,则b=22,c=0,
    ∴ n→=(1,22,0),
    ∴ cs⟨m→,n→⟩=m→⋅n→|m→|⋅|n→|=222×3=23.
    故平面PAD与平面PBC所成锐二面角的余弦值为23.
    (3)解:令DM→=λDP→,λ∈0,1,
    设Mx,y,z,
    ∴ x−22,y+1,z=λ(−22,1,1).
    ∴ M22−22λ,λ−1,λ,
    ∴ CM→=(−22λ, λ−2,λ).
    由(1)知,平面PBC的法向量为m→=0,1,1.
    ∵ 直线CM与平面PBC所成角的正弦值为2626,
    ∴ 2626=|CM→⋅m→||CM→||m→|=|2λ−2|8λ2+λ−22+λ2×2,
    化简得21λ2−50λ+24=0,即(3λ−2)(7λ−12)=0,
    ∵ λ∈(0,1),
    ∴ λ=23,
    故DMDP=23.
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