解答题如图,PA⊥平面ABCD,ABCD为正方形,,且PA=AD=2,E、F、G分别是

发布时间:2020-07-09 02:06:03

解答题如图,PA⊥平面ABCD,ABCD为正方形,,且PA=AD=2,E、F、G分别是线段PA、PD、CD的中点.
(1)求证:面EFG⊥面PAB;
(2)求异面直线EG与BD所成的角的余弦值;
(3)求点A到面EFG的距离.

网友回答

解:建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),
P(0,0,2),E(0,0,1),F(0,1,1),G(1,2,0).
(1)证明:∵=(0,1,0),=(0,0,2),=(2,0,0),
∴?=0×0+1×0+0×2=0,?=0×2+1×0+0×0=0,
∴EF⊥AP,EF⊥AB.
又∵AP、AB?面PAB,且PA∩AB=A,
∴EF⊥平面PAB.
又EF?面EFG,∴平面EFG⊥平面PAB.
(2)解:∵,
∴,
(3)解:设平面EFC的法向量=(x,y,z),

令z=0,得=(1,0,1).
又=(0,0,1),
∴点A到平现EFG的距离.解析分析:建系,写出有关点的坐标,A,B,C,D,P,E,F,G,(1)要证面EFG⊥面PAB,只要证EF⊥面PAB,只要证EF⊥AP,EF⊥AB即可;(2)要求异面直线EG与BD所成的角的余弦值,只要求与所成角的余弦值即可;(3)求出面EFG的一个法向量,求点A到面EFG的距离实际上是求向量在面EFG的法向量上的投影的长度.点评:考查利用空间向量证明垂直和求夹角和距离问题,以及面面垂直的判定定理,体现 了转化的思想方法,属中档题.
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