如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=8,E是PB上任一点.
(Ⅰ)求证:AC⊥DE;
(Ⅱ)当E是PB的中点时,求证:PD∥平面EAC;
(Ⅲ)若△AEC面积的最小值是6,求PB与平面ABCD所成的角的大小.
网友回答
解:(Ⅰ)∵PD⊥平面ABCD,AC?平面ABCD,∴PD⊥AC.
在菱形ABCD中,BD⊥AC,又∵PD∩BD=D,∴AC⊥平面PDB.
又∵DE?平面PDB,∴AC⊥DE.
(Ⅱ)当E为PB中点时,∵O为BD中点,∴EO∥PD.
∵EO?平面AEC,PD?平面AEC,∴PD∥平面AEC.
(Ⅲ)∵PD⊥平面ABCD,∴∠PBD就是PB与平面ABCD所成的角.
由(Ⅰ)的证明可知,AC⊥平面PDB,∴AC⊥EO.
∵AC=6,∴,因其最小值为6,∴EO的最小值为2,
此时EO⊥PB,,∴,
∴PB与平面ABCD成30°的角.
解析分析:(Ⅰ) 证明PD⊥AC,BD⊥AC,得到AC⊥平面PDB,由DE?平面PDB,可得AC⊥DE.(Ⅱ) 利用EO是三角形BPD的中位线得到EO∥PD,从而证得 PD∥平面AEC.(Ⅲ)∴∠PBD就是PB与平面ABCD所成的角,当EO最小时,EO⊥PB,据△AEC面积的最小值是6,求得EO的最小值为2,由,求出锐角∠PBD 的大小.
点评:本题考查线线平行、线面垂直的判定,求线面角的大小,判断EO⊥PB时,EO 最小值为2,是解题的难点.