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> (本小题12分)如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA="45°,"点E、F分别为棱AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)求
(本小题12分)如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA="45°,"点E、F分别为棱AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)求
题目简介
(本小题12分)如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA="45°,"点E、F分别为棱AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)求
题目详情
(本小题12分) 如图,四棱锥
P
-
ABCD
的底面是正方形,
PA
⊥底面
ABCD
,
PA
=2,
∠
PDA
="45°," 点
E
、
F
分别为棱
AB
、
PD
的中点.
(1)求证:
AF
∥平面
PCE
;
(2)求证: 平面
PCE
⊥平面
PCD
;
(3)求
AF
与平面
PCB
所成的角的大小.
题型:解答题
难度:偏易
来源:不详
答案
(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)30°
证明: (1)取
PC
的中点
G
,连结
FG
、
EG
,
∴
FG
为△
CDP
的中位线 ∴
FG
CD
∵四边形
ABCD
为矩形,
E
为
AB
的中点
∴
AB
CD
∴
FG
AE
∴四边形
AEGF
是平行四边形∴
AF
∥
EG
又
EG
平面
PCE
,
AF
平面
PCE
∴
AF
∥平面
PCE
(2)∵
PA
⊥底面
ABCD
∴
PA
⊥
AD
,
PA
⊥
CD
,又
AD
⊥
CD
,
PA
AD
=
A
∴
CD
⊥平面
ADP
,又
AF
平面
ADP
∴
CD
⊥
AF
直角三角形
PAD
中,∠
PDA
=45°
∴△
PAD
为等腰直角三角形 ∴
PA
=
AD
="2 "
∵
F
是
PD
的中点,∴
AF
⊥
PD
,又
CD
PD
=
D
∴
AF
⊥平面
PCD
∵
AF
∥
EG
∴
EG
⊥平面
PCD
又
EG
平面
PCE
平面
PCE
⊥平面
PCD
(3)过
E
作
EQ
⊥
PB
于
Q
点, 连
QG
,
CB
⊥面
PAB
∴
QE
⊥面
PCB
, 则∠
QGE
为所求的角.
S
△
PEB
=
BE
·
PA
=
PB
·
EQ
EQ
=
在△
PEC
中,
PE
=
EC
=
,
G
为
PC
的中点, ∴
EG
=
,
在
Rt
△
EGQ
中,
sin
∠
EGQ
=
∴∠
EGQ
=30°
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如图,四棱锥P-ABCD是底面边长
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已知球O是棱长为1的正方体ABCD
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(本小题12分)如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA="45°,"点E、F分别为棱AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PCE;(2)求
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∠PDA="45°," 点E、F分别为棱AB、PD的中点.
(1)求证: AF∥平面PCE;
(2)求证: 平面PCE⊥平面PCD;
(3)求AF与平面PCB所成的角的大小.
答案
(2)证明见解析
(3)30°
∴FG为△CDP的中位线 ∴FG
∵四边形ABCD为矩形,E为AB的中点
∴AB
又EG
(2)∵PA⊥底面ABCD
∴PA⊥AD,PA⊥CD,又AD⊥CD,PA
∴CD⊥平面ADP,又AF
直角三角形PAD中,∠PDA=45°
∴△PAD为等腰直角三角形 ∴PA=AD="2 "
∵F是PD的中点,∴AF⊥PD,又CD
∴AF⊥平面PCD ∵AF∥EG ∴EG⊥平面PCD
又EG
(3)过E作EQ⊥PB于Q点, 连QG, CB⊥面PAB
∴
S△PEB=
在△PEC中, PE=EC=
在Rt△EGQ中, sin∠EGQ=
∴∠EGQ=30°