如图,在△ABC中,∠B=,AB=BC=2,P为AB边上一动点,PD∥BC,P为AB边上一动点,PD∥BC交AC于点D,现将△PDA沿PD翻折至△PDA′,使平面PDA′⊥平面PBCD.
(1)当棱锥A′-PBCD的体积最大时,求PA的长;
(2)若点P为AB的中点,E为A′C的中点,求证:A′B⊥DE.
网友回答
解:(1)令PA=x(0<x<2),则A′P=PD=x.BP=2-x,因为A′P⊥PD
且平面A′PD⊥平面PBCD,故A′P⊥平面PBCD,所以
令f(x)=,由f′(x)=得x=,
当x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以,当x=时,f(x)取得最大值,
即:体积最大时,PA=.
(2)设F为A′B的中点,连接PF,FE,则有EF∥BC,EF=BC,PD∥BC,PD=BC,
所以DE∥PF,又A′P=PB,所以PF⊥A′B.
故DE⊥A′B
解析分析:(1)令PA=x(0<x<2)求出体积表达式,利用导数确定函数的单调性,求出函数的最大值.(2)设F为A′B的中点,连接PF,FE,通过PDEF是平行四边形,证明A′B⊥DE.
点评:本题是中档题,考查几何体的体积计算,函数最大值的求法,直线与直线的垂直的证明方法,考查空间想象能力,计算能力.