如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=1,AD=,点F是PB的中点,点E在边BC上移动,(1)点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由

题目简介

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=1,AD=,点F是PB的中点,点E在边BC上移动,(1)点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由

题目详情

如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=1,AD=,点F是PB的中点,点E在边BC上移动,
(1)点E为BC的中点时,试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;
(2)求证:无论点E在BC边的何处,都有PE⊥AF;
(3)当BE为何值时,PA与平面PDE所成角的大小为45°。
题型:解答题难度:中档来源: 同步题

答案

(1)解:当点E为BC的中点时,EF与平面PAC平行,
∵在△PBC中,E、F分别为BC、PB的中点,
∴EF∥PC,
又EF平面PAC,而PC平面PAC,
∴EF∥平面PAC。
(2)证明:建立如右图所示空间直角坐标系,
则P(0,0,1),B(0,1,0),F(0,),D(,0,0),
设BE=x,则E(x,1,0),

∴PE⊥AF。
(3)设平面PDE的法向量为m=(p,q,1),
,得
=(0,0,1),依题意PA与平面PDE所成角为45°,
所以sin45°=

得BE=x=-或BE=x=+>(舍).
故BE=-时,PA与平面PDE所成角为45°。

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