已知四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,正方形ABCD边长为2,PD=2,E,F分别是PA、BC的中点(1)求证:EF∥平面PDC;(2)求证:DE⊥PB.

发布时间:2020-07-31 12:48:40

已知四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,正方形ABCD边长为2,PD=2,E,F分别是PA、BC的中点
(1)求证:EF∥平面PDC;
(2)求证:DE⊥PB.

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解:(1)取PD中点G,连接EG、FG
∵EG是△PAD的中位线,∴EG∥AD且EG=AD
又∵正方形ABCD中,F为CD中点,可得FC∥AD且FC=AD
∴EG∥FC且EG=FC,可得四边形CFEG是平行四边形
∴EF∥CG,
∵EF?平面PDC,CG?平面PDC,∴EF∥平面PDC;
(2)∵PD⊥平面ABCD,AB?平面ABCD,∴PD⊥AB,
∵AD⊥AB,AD、PD是平面PAD内的相交直线
∴AB⊥平面PAD,结合DE?平面PAD,可得DE⊥AB
∵△PAD中,PD⊥AD,PD=AD=2,E为PA中点,∴DE⊥PA
∵PA、AB是平面PAB内的相交直线,
∴DE⊥平面PAB,结合PB?平面PAB,可得DE⊥PB.
解析分析:(1)取PD中点G,连接EG、FG,根据三角形中位线定理证出EG∥AD且EG=AD,由F为正方形ABCD的边CD中点,得FC∥AD且FC=AD,从而得到四边形CFEG是平行四边形,得EF∥CG,由此结合线面平行判定定理即可证出EF∥平面PDC;(2)根据PD⊥平面ABCD,得到PD⊥AB,结合AD⊥AB证出AB⊥平面PAD,从而得到DE⊥AB.等腰Rt△PAD中E为PA中点,可得DE⊥PA,结合PA、AB是平面PAB内的相交直线,得到DE⊥平面PAB,从而可得DE⊥PB.

点评:本题给出底面为正方形且一条侧棱与底面垂直的四棱锥,求证线面平行和线线垂直,着重考查了空间直线与平面平行的判定定理和、线面垂直的判定与性质等知识,属于中档题.
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