(2)求直线CD与平面AMN所成角的正弦值.
解:(1)证明:因为四边形ABCD是正方形,所以CD⊥AD.
又因为PA⊥底面ABCD,所以PA⊥CD,故CD⊥平面PAD.
又AM⊂平面PAD,则CD⊥AM,
而PC⊥平面AMN,有PC⊥AM,又PC∩CD=C,则AM⊥平面PCD,故AM⊥PD.
(2)延长NM,CD交于点E,因为PC⊥平面AMN,
所以NE为CE在平面AMN内的射影,故∠CEN为CD(即CE)与平面AMN所成的角,
又因为CD⊥PD,EN⊥PN,则有∠CEN=∠MPN,
在Rt△PMN中,sin ∠MPN==,
故CD与平面AMN所成角的正弦值为.
[综合题组练]
1.(应用型)正方形ABCD与等边三角形BCE有公共边BC,若∠ABE=120°,则CE与平面ABCD所成角的大小为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.作EG⊥底面ABCD于点G,作GH⊥DC于点H,设所求的角为θ,
连接EH,CG,则∠ECG=θ,
则CD⊥EH.
又得∠ECD=120°,
设AB=2a,
则EH=a,
GH=a,
所以EG=a,
sin θ===,所以θ=.
故选C.
2.(2018·高考全国卷Ⅱ)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB互相垂直,SA与圆锥底面所成角为30°.若△SAB的面积为8,则该圆锥的体积为________.
解析:由题意画出图形,如图,设AC是底面圆O的直径,连接SO,则SO是圆锥的高.设圆锥的母线长为l,则由SA⊥SB,△SAB的面积为8,得l2=8,得l=4.在Rt△ASO 中,