(2014•顺义区二模)如图:在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,PA=AB=2,PB=PD=22,点E在PD

(2014•顺义区二模)如图:在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,PA=AB=2,PB=PD=2
2
,点E在PD上,且PE=[1/3]PD.
(Ⅰ)求证:PA⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求二面角E-AC-D的余弦值;
(Ⅲ)证明:在线段BC上存在点F,使PF∥平面EAC,并求BF的长.
yangpw 1年前 已收到1个回答 举报

心以ll 种子

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解题思路:(Ⅰ)由已知条件推导出PA⊥AB,PA⊥AD,由此能证明PA⊥平面ABCD.
(Ⅱ)以A为原点,AB,AD,AP分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角E-AC-D的余弦值.
(Ⅲ)假设存在点F∈BC,使PF∥平面EAC,利用向量法能求出存在点F(2,1,0)为BC的中点,即BF=1.

(Ⅰ)证明:∵PA=AB=2,PB=2
2,
∴PA2+AB2=PB2
∴PA⊥AB,同理PA⊥AD,(2分)
又AB∩AD=A,∴PA⊥平面ABCD.(4分)
(Ⅱ)以A为原点,AB,AD,AP分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),E(0,[2/3],[4/3]),(6分)
平面ACD的法向量为

AP=(0,0,2),
设平面EAC的法向量为

n=(x,y,z),(7分)


AC=(2,2,0),

AE=(0,[2/3],[4/3]),

点评:
本题考点: 用空间向量求平面间的夹角;直线与平面平行的性质;直线与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直的求法,考查二面角的余弦值的求法,考查点是否存在的判断,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.

1年前

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