(2013•天津模拟)已知在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,AD⊥CD,PA=PD=AD=2BC=2CD,E,F分别是

(2013•天津模拟)已知在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,AD⊥CD,PA=PD=AD=2BC=2CD,E,F分别是AD,PC的中点.
(Ⅰ)求证AD⊥平面PBE;
(Ⅱ)求证PA∥平面BEF;
(Ⅲ)若PB=AD,求二面角F-BE-C的大小.
阿爽无畏 1年前 已收到1个回答 举报

米西 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)证明AD⊥平面PBE,只需证明BE⊥AD,PE⊥AD;
(Ⅱ)证明PA∥平面BEF,只需证明FG∥PA;
(Ⅲ)取CD中点H,连接FH,GH,可知∠FGH为二面角F-BE-C的平面角,即可求二面角F-BE-C的大小.

(Ⅰ)证明:由已知得ED∥BC,ED=BC,
故BCDE是平行四边形,所以BE∥CD,BE=CD,
因为AD⊥CD,所以BE⊥AD,
由PA=PD及E是AD的中点,得PE⊥AD,
又因为BE∩PE=E,所以AD⊥平面PBE.
(Ⅱ)证明:连接AC交EB于G,再连接FG,
由E是AD的中点及BE∥CD,知G是BF的中点,

又F是PC的中点,故FG∥PA,
又因为FG⊂平面BEF,PA⊄平面BEF,
所以PA∥平面BEF.
(Ⅲ)设PA=PD=AD=2BC=2CD=2a,
则PF=
3a,又PB=AD=2a,EB=CD=a,
故PB2=PE2+BE2即PE⊥BE,
又因为BE⊥AD,AD∩PE=E,
所以BE⊥平面PAD,得BE⊥PA,故BE⊥FG,
取CD中点H,连接FH,GH,可知GH∥AD,因此GH⊥BE,
综上可知∠FGH为二面角F-BE-C的平面角.
可知FG=
1
2PA=a,FH=
1
2PD=a,GH=
1
2AD=a,
故∠FGH=60°,所以二面角F-BE-C等于60°.

点评:
本题考点: 与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查线面垂直、线面平行,考查面面角,解题的关键是掌握线面垂直、线面平行的判定方法,正确找出面面角.

1年前

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