如图为一简单组合体,其底面ABCD为正方形,N为线段PB的中点,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=2EC。(1)求证:BE∥平面PDA;(2)求证:EN⊥平面PDB;(3)若,求平面PBE与平面

题目简介

如图为一简单组合体,其底面ABCD为正方形,N为线段PB的中点,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=2EC。(1)求证:BE∥平面PDA;(2)求证:EN⊥平面PDB;(3)若,求平面PBE与平面

题目详情

如图为一简单组合体,其底面ABCD 为正方形,N 为线段PB 的中点,PD⊥ 平面ABCD,EC ∥PD,且PD=2EC。
(1) 求证:BE ∥平面PDA;  
(2) 求证:EN⊥平面PDB;    
(3) 若,求平面PBE与平面ABCD所成的二面角的大小。
题型:解答题难度:中档来源:期末题

答案

(1)证明:∵EC∥PD,PD平面PDA,EC平面PDA,
∴EC∥平面PDA,同理可得BC∥平面PDA,
∵EC平面EBC,BC平面EBC,且EC∩BC=C,
∴平面BEC∥平面PDA.
又∵BE平面EBC,
∴BE∥平面PDA
(2)证明:如图1,连结AC与BD交于点F,连结NF,
∵F为BD的中点,N为线段PB的中点,
∴NF∥PD且
又EC∥PD且
∴NF∥EC且NF=EC
∴四边形NFCE为平行四边形,
∴NE∥FC.
∵DB⊥AC,PD⊥平面ABCD,AC平面ABCD,
∴AC⊥PD.
又PD∩BD =D,
∴AC⊥平面PDB,
∴NE⊥平面PDB。

图1

(3)解:如图2,延长PE与DC的延长线交于点G,连结GB,则GB为平面PBE与平面ABCD的交线,
∵PD=2EC.
∴CD=CG=CB,
∴D、B、G在以C为圆心、以DC为半径的圆上.
∴DB⊥BG.
∵PD⊥平面ABCD,BG平面ABCD,
∴PD⊥BG且PD∩DB=D,
∴BG⊥平面PDB,
∵PB平面PDB,
∴BG⊥PB.
∴∠PBD为平面PBE与平面ABCD所成的二面角的平面角,
在Rt△PDB中,∵PD=DB,
∴∠PBD=45°,
即平面PBE与平面ABCD所成的二面角为45°

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