已知边长为2的正方形ABCD所在平面外有一点P,PA⊥平面ABCD,且PA=2,E是PC上的一点.(I)求证:AB∥平面PCD;(II)求证:平面BDE⊥平面PA

发布时间:2020-07-31 13:20:52

已知边长为2的正方形ABCD所在平面外有一点P,PA⊥平面ABCD,且PA=2,E是PC上的一点.
( I)求证:AB∥平面PCD;
( II)求证:平面BDE⊥平面PAC;
( III)线段PE为多长时,PC⊥平面BDE?

网友回答

(本小题满分13分)
解:( I)证明:正方形ABCD中,AB∥DC,又AB?平面PCD,DC?平面PCD
所以AB∥平面PCD…(3分)
( II)证明:正方形ABCD中,AC⊥BD,
∵PA⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,∴PA⊥BD,…(5分)
又PA∩AC=A,所以BD⊥平面PAC,…(6分)
∵BD?平面BDE,
∴平面BDE⊥平面PAC…(8分)
( III)由( II)可知BD⊥PC,所以只需BE⊥PC可证PC⊥平面BDE,
在Rt△PBC中,可求BC=2,
,,
…(13分)
解析分析:(I)利用直线与平面平行的判定定理直接证明AB∥平面PCD.( II)通过证明PA⊥BD,结合PA∩AC=A,推出BD⊥平面PAC,然后证明平面BDE⊥平面PAC.( III)由( II)可知BD⊥PC,所以只需BE⊥PC可证PC⊥平面BDE,在Rt△PBC中,可求PE的长度即可.

点评:本题考查直线与平面平行,平面与平面垂直的证明,考查空间想象能力.
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