如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥面ABCD,四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=,E是PB上任意一点
(1)求证:AC⊥DE;
(2)当△AEC面积的最小值是9时,求PD的长
(3)在(2)的条件下,在线段BC上是否存在点G,使EG与面PAB所成角的正切值为2?若存在,求出BG的值,若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵PD⊥面ABCD,∴PD⊥AC
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC
∴AC⊥面PBD
∴AC⊥DE
(2)设AC与BD交点为F,由(1)知,
AC⊥EF
当△AEC面积的最小值是9时,
EF取得最小值3
在△PBD中,当FE⊥PB时,EF最小,此时EB=
由△BEF∽△BDP得,解得
(3)以点F为坐标原点,FB,FC所在直线分别为x轴、y轴,建立空间直角坐标系,
则
而
∴
而面PAB的法向量
由已知得,解得∴存在靠近点C的三等分点G满足题意
解析分析:(1)根据几何体的线线、线面关系利用线面垂直的判定定理得到AC⊥面PBD,进而由线面垂直转化为线线垂直.(2)设AC与BD交点为F,由(1)知,AC⊥EF,结合平面知识当△AEC面积的最小值是9时,EF取得最小值3,进而根据三角形相似得到