发布时间:2021-02-18 09:05:39
(本小题满分14分)
如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=900。
求证:PC⊥BC;
求点A到平面PBC的距离。
[解析] 本小题主要考查直线与平面、平面与平面的位置关系,考查几何体的体积,考查空间想象能力、推理论证能力和运算能力。满分14分。
(1)证明:因为PD⊥平面ABCD,BC平面ABCD,所以PD⊥BC。
由∠BCD=900,得CD⊥BC,
又PDDC=D,PD、DC平面PCD,
所以BC⊥平面PCD。
因为PC平面PCD,故PC⊥BC。
(2)(方法一)分别取AB、PC的中点E、F,连DE、DF,则:
易证DE∥CB,DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等。
又点A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍。
由(1)知:BC⊥平面PCD,所以平面PBC⊥平面PCD于PC,
因为PD=DC,PF=FC,所以DF⊥PC,所以DF⊥平面PBC于F。
易知DF=,故点A到平面PBC的距离等于。
(方法二)体积法:连结AC。设点A到平面PBC的距离为h。
因为AB∥DC,∠BCD=900,所以∠ABC=900。
从而AB=2,BC=1,得的面积。
由PD⊥平面ABCD及PD=1,得三棱锥P-ABC的体积。
因为PD⊥平面ABCD,DC平面ABCD,所以PD⊥DC。
又PD=DC=1,所以。
由PC⊥BC,BC=1,得的面积。
由,,得,
故点A到平面PBC的距离等于。