图3
19.(本小题满分12分)如图4,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=2,AB=1,BM⊥PD于点M.
图4
(1)求证:AM⊥PD;
(2)求直线CD与平面ACM所成的角的余弦值.
20.(本小题满分12分)如图5,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,侧棱AA1⊥底面ABCD,AB∥DC,AA1=1,AB=3k,AD=4k,BC=5k,DC=6k(k>0).
图5
(1)求证:CD⊥平面ADD1A1.
(2)若直线AA1与平面AB1C所成角的正弦值为,求k的值.
21.(本小题满分12分)如图6,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,以该椭圆上的点和椭圆的左、右焦点F1、F2为顶点的三角形的周长为4(+1),一等轴双曲线的顶点是该椭圆的焦点,设P为该双曲线上异于顶点的任意一点,直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D.
图6
(1)求椭圆和双曲线的标准方程;
(2)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2,求证:k1k2=1.
22.(本小题满分12分)