如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,
∠PDA=45°,点E、F分别为棱AB、PD的中点.
(1)求证:AF∥平面PCE;
(2)求证:平面PCE⊥平面PCD;
(3)求AF与平面PCB所成的角的大小.
网友回答
证明:(1)取PC的中点G,连接FG、EG,
∴FG为△CDP的中位线∴FGCD
∵四边形ABCD为矩形,E为AB的中点
∴ABCD∴FGAE∴四边形AEGF是平行四边形∴AF∥EG
又EG?平面PCE,AF?平面PCE∴AF∥平面PCE
(2)∵PA⊥底面ABCD
∴PA⊥AD,PA⊥CD,又AD⊥CD,PA∩AD=A
∴CD⊥平面ADP,又AF?平面ADP∴CD⊥AF
直角三角形PAD中,∠PDA=45°
∴△PAD为等腰直角三角形∴PA=AD=2
∵F是PD的中点,∴AF⊥PD,又CD∩PD=D
∴AF⊥平面PCD∵AF∥EG∴EG⊥平面PCD
又EG?平面PCE?平面PCE⊥平面PCD
解:(3)过E作EQ⊥PB于Q点,连QG,CB⊥面PAB
∴?QE⊥面PCB,则∠QGE为所求的角.
S△PEB=BE?PA=PB?EQ?EQ=
在△PEC中,PE=EC=,G为PC的中点,∴EG=,
在Rt△EGQ中,sin∠EGQ=
∴∠EGQ=30°
解析分析:(1)取PC的中点G,连接FG、EG,证出AF∥EG,由线面平行的判定定理,即可证出:AF∥平面PCE.(2)先证出AF⊥平面PCD,再由(1),可证EG⊥平面PCD,由面面垂直的判定定理即可证出平面PCE⊥平面PCD;(3)过E作EQ⊥PB于Q点,连QG,则∠QGE为所求的角,解Rt△EGQ即可.
点评:本题考查线面位置关系,面面位置关系的判定,空间角的求解.考查空间想象能力,转化思想,计算能力.