解答题如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=AC,∠BAC为直角,D,E分别为BC,AC的中点,AB=2PA=4.
(1)在BC上是否存在一点F,使AD∥平面PEF?请说明理由;
(2)对于(1)中的点F,求三棱锥F-PDE的高.
网友回答
解:(1)取CD中点F,连接EF、PE,则AD∥平面PEF,证明如下
∵△ACD中,E、F分别是AC、CD的中点,∴EF∥AD
∵EF?平面PEF,AD?平面PEF,
∴AD∥平面PEF,即存在CD中点F,使AD∥平面PEF
(2)连接DE、DP,设F到平面PDE的距离为d
∵AB=AC=4,∠BAC为直角,∴S△ABC=AB?AC=8
又∵AD是△ABC的边BC上的中线,EF是△ACD的中位线
∴S△DEF=S△ABC=1
∵PA⊥平面ABC,AC、AD?平面ABC,
∴Rt△PAE中,PE==2,Rt△PAD中,PD==2
又∵DE是△ABC的中位线,∴DE=AB=2
∴△PDE中,PE2+DE2=12=PD2,可得S△PDE=PE?DE=2,
由此可得三棱锥F-PDE体积V=S△DEF×PA=S△PDE×d
∴F到平面PDE的距离为:d===解析分析:(1)取CD中点F,连接EF、PE,则利用三角形中位线定理结合线面平行的判定定理,可以证明AD∥平面PEF;(2)因为三棱锥F-PDE的体积等于三棱锥P-FDE的体积,利用线面垂直的性质结合解三角形,分别求出S△DEF和S△PDE,利用等体积转换,即可算出F到平面PDE的距离d.点评:本题给出一条侧棱垂直于底且底面是等腰直角三角形的三棱锥,求证线面平行并且求点到平面的距离,着重考查了线面平行的判定、线面垂直的性质和正余弦定理解三角形等知识,属于基础题.