如图所示,PA⊥平面ABCD,∠ADC=90°,AD∥BC,AB⊥AC,且AB=AC=2,G为△PAC的重心,E为PB的中点,F在线段BC上,且CF=2FB.(1)求证:FG∥平面PAB;(2)求证:

题目简介

如图所示,PA⊥平面ABCD,∠ADC=90°,AD∥BC,AB⊥AC,且AB=AC=2,G为△PAC的重心,E为PB的中点,F在线段BC上,且CF=2FB.(1)求证:FG∥平面PAB;(2)求证:

题目详情

如图所示,PA⊥平面ABCD,∠ADC=90°,ADBC,AB⊥AC,且AB=AC=2,G为△PAC的重心,E为PB的中点,F在线段BC上,且CF=2FB.
(1)求证:FG平面PAB;
(2)求证:FG⊥AC;
(3)当PA长度为多少时,FG⊥平面ACE?360优课网
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案


360优课网
(1)连接CG交AP于M点,连接BM.
class="stub"CG
GM
=class="stub"CF
BF
=class="stub"2
1

∴FGBM,
又BM?平面PAB,FG?平面PAB
∴FG平面PAB.
(2)∵PA⊥平面ABCD,
∴PA⊥AC,
又∵AC⊥AB,PA∩AB=A.
∴AC⊥平面PAB,∴AC⊥BM,
∵FGBM,∴FG⊥AC.
(3)连结EM,由(2)知FG⊥AC,若FG⊥平面ACE,
则FG⊥AE,即BM⊥AE,又EM=class="stub"1
2
AB=1

设EA∩BM=H,则EH=class="stub"1
2
HA

设PA=a,则EA=class="stub"1
2
PB=class="stub"1
2
4+a2
,EH=class="stub"1
3
EA=class="stub"1
6
4+a2

因为Rt△AME~Rt△MHE,
所以EM2=EH?EA,
1=class="stub"1
2
4+a2
?class="stub"1
6
4+a2
,解得a=
8
=2
2

即PA=2
2
时,FG⊥平面ACE.

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