(2013•海淀区一模)在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,△ABC是正三角形,AC与BD的交点M恰好是AC中点

(2013•海淀区一模)在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,△ABC是正三角形,AC与BD的交点M恰好是AC中点,又∠CAD=30°,PA=AB=4,点N在线段PB上,且[PN/NB=
1
3].
(Ⅰ)求证:BD⊥PC;
(Ⅱ)求证:MN∥平面PDC;
(Ⅲ)设平面PAB∩平面PCD=l,试问直线l是否与直线CD平行,请说明理由.
甩车挂车 1年前 已收到1个回答 举报

gomii 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)通过证明BD⊥平面PAC,然后证明BD⊥PC;
(Ⅱ)通过证明线段成比例证明MN∥PD,利用直线 平面平行的判定定理证明MN∥平面PDC;
(Ⅲ)利用反证法证明直线l∥CD,推出CD∥AB与CD与AB不平行矛盾从而说明直线l与直线CD不平行.

(I)证明:(I) 因为△ABC是正三角形,M是AC中点,
所以BM⊥AC,即BD⊥AC…(1分)
又因为PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,PA⊥BD…(2分)
又PA∩AC=A,所以BD⊥平面PAC…(4分)
又PC⊂平面PAC,所以BD⊥PC…(5分)
(Ⅱ)在正三角形ABC中,BM=2
3…(6分)
在△ACD,因为M为AC中点,DM⊥AC,所以AD=CD
∠CAD=30°,所以,DM=
2
3
3,所以BM:MD=3:1…(8分)
所以BN:NP=BM:MD,所以MN∥PD…(9分)
又MN⊄平面PDC,PD⊂平面PDC,所 以MN∥平面PDC…(11分)
(Ⅲ)假设直线l∥CD,因为l⊂平面PAB,CD⊄平面PAB,
所以CD∥平面PAB…(12分)
又CD⊂平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,所以CD∥AB…(13分)
这与CD与AB不平行,矛盾
所以直线l与直线CD不平行…(14分)

点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定;反证法与放缩法.

考点点评: 本题考查在与平面垂直与平行的判定定理的应用,反证法的应用,考查空间想象能力与逻辑推理能力.

1年前

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