如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PD⊥底面ABCD,E是AB上一点.已知PD=,CD=4,AD=.(Ⅰ)若∠ADE=,求证:CE⊥平面PDE;(Ⅱ)

发布时间:2020-08-01 02:38:49

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PD⊥底面ABCD,E是AB上一点.已知PD=,CD=4,AD=.
(Ⅰ)若∠ADE=,求证:CE⊥平面PDE;
(Ⅱ)当点A到平面PDE的距离为时,求三棱锥A-PDE的侧面积.

网友回答

(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)在Rt△DAE中,AD=,∠ADE=,
∴AE=AD?tan∠ADE=?=1.
又AB=CD=4,∴BE=3.
在Rt△EBC中,BC=AD=,∴tan∠CEB==,∴∠CEB=.
又∠AED=,∴∠DEC=,即CE⊥DE.
∵PD⊥底面ABCD,CE?底面ABCD,
∴PD⊥CE.
∴CE⊥平面PDE.…(6分)
(Ⅱ)∵PD⊥底面ABCD,PD?平面PDE,
∴平面PDE⊥平面ABCD.
如图,过A作AF⊥DE于F,∴AF⊥平面PDE,
∴AF就是点A到平面PDE的距离,即AF=.
在Rt△DAE中,由AD?AE=AF?DE,得
AE=?,解得AE=2.
∴S△APD=PD?AD=××=,
S△ADE=AD?AE=××2=,
∵BA⊥AD,BA⊥PD,∴BA⊥平面PAD,
∵PA?平面PAD,∴BA⊥PA.
在Rt△PAE中,AE=2,PA===,
∴S△APE=PA?AE=××2=.
∴三棱锥A-PDE的侧面积S侧=++.…(12分)
解析分析:(Ⅰ)在Rt△DAE中,求出BE=3.在Rt△EBC中,求出∠CEB=.证明CE⊥DE.PD⊥CE.即可证明CE⊥平面PDE.(Ⅱ)证明平面PDE⊥平面ABCD.过A作AF⊥DE于F,求出AF.证明BA⊥平面PAD,BA⊥PA.然后求出三棱锥A-PDE的侧面积S侧=++.

点评:本题考查直线与平面垂直,几何体的体积的求法,考查计算能力,空间想象能力.
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