如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,E,F分别是AC,PB的中点.(1)证明:EF∥平面PCD;(2)求证:面PBD⊥面PAC;(3)

发布时间:2020-07-31 20:09:31

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,E,F分别是AC,PB的中点.
(1)证明:EF∥平面PCD;
(2)求证:面PBD⊥面PAC;
(3)若PA=AB,求PD与平面PAC所成角的大小.

网友回答

解:(1)证明:如图连接BD,则E是BD的中点.
又F是PB的中点,所以EF∥PD,
因为EF不在平面PCD内,所以EF∥平面PCD;
(2)因为ABCD是正方形,所以BD⊥AC,
又PA⊥平面ABC,所以PA⊥BD,
因此BD⊥平面PAC,BD在平面PBD内,
故面PBD⊥面PAC;
(3)连接PE,由(2)可知BD⊥平面PAC,
故∠EPD是PD与平面PAC所成的角.
因为PA=AB=AD,∠PAD=∠BAD=90°,
所以Rt△PAD≌Rt△BAD.
因此PD=BD,在Rt△PED中sin∠EPD==,∠PAD=30°,
所以PD与平面PAC所成角的大小是30°.
解析分析:(1)如图连接BD,通过证明EF∥PD,证明EF∥平面PCD;(2)证明BD⊥AC,PA⊥BD,证明BD⊥平面PAC,然后证明面PBD⊥面PAC;(3)连接PE,说明∠EPD是PD与平面PAC所成的角.通过Rt△PAD≌Rt△BAD.在Rt△PED中,求出sin∠EPD的值,推出PD与平面PAC所成角的大小.

点评:本题考查直线与平面所成的角,直线与平面平行的判定,直线与平面垂直的判定,考查空间想象能力,计算能力.
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