解答题如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD是边长为a的正方形,PD=DC,E、F分别是AB、PB的中点.
(1)求证EF⊥CD
(2)求点B到平面DEF的距离.
(3)求二面角B-DF-E的大小.
网友回答
(1)证明:∵E、F分别是AB、PB的中点,∴EF∥PA
∵ABCD为正方形,∴AD⊥CD
又PD⊥平面ABCD,∴PD⊥CD
∵AD∩PD=D,∴CD⊥平面PAD
∵PA?平面PAD,∴PA⊥CD
∴EF⊥CD;
(2)解:设B到平面DEF的距离为h
△DEF中,DE=,DF=,EF=,∴DF⊥EF,∴
∵,VF-DEB=VB-DEF
∴,∴h=
∴B到平面DEF的距离为;
(III)解:设AC∩BD=O,OB中点是G,连EG,则EG∥AO
∵AO⊥平面PDB,∴EG⊥平面BDF????
连GF,∵EF⊥DF,∴GF⊥DF,∴∠EFG是二面角B-DF-E的平面角
又EG==,∴sin∠EFG==,∴∠EFG=.解析分析:(1)先证明EF∥PA,再证明CD⊥平面PAD,即可证明EF⊥CD;(2)利用VF-DEB=VB-DEF,可求B到平面DEF的距离;(3)设AC∩BD=O,OB中点是G,连EG,可得∠EFG是二面角B-DF-E的平面角,由此即可求得二面角B-DF-E的大小.点评:本题考查线面垂直,考查三棱锥体积的计算,考查点到面的距离,考查面面角,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.