如图,在四棱锥P-ABCD中,ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别是PC,PD,BC的中点.(1)求证:平面PAB∥平面EFG;(2)在线段PB上确定一点Q,使PC⊥平

题目简介

如图,在四棱锥P-ABCD中,ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别是PC,PD,BC的中点.(1)求证:平面PAB∥平面EFG;(2)在线段PB上确定一点Q,使PC⊥平

题目详情

如图,在四棱锥P-ABCD中,ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别是PC,PD,BC的中点.
(1)求证:平面PAB平面EFG;
(2)在线段PB上确定一点Q,使PC⊥平面ADQ,并给出证明;
(3)证明平面EFG⊥平面PAD,并求点D到平面EFG的距离.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)证明:E,G分别是PC,BC的中点得EGPB,
∵EG⊄平面PAB,PB平面PAB
∴EG平面PAB
又E,F分别是PC,PD的中点,
∴EFCD,又ABCD
∴EFAB
∵EF⊈平面PAB,AB⊆平面PAB
∴EF平面PAB,
又∵EG,EF⊂平面EFG,EG∩EF=E,
∴平面PAB平面EFG.
(2)Q为PB的中点,连QE,DE,又E是PC的中点,
∴QEBC,又BCAD,∴QEAD
∴平面ADQ,即平面ADEQ,
∵PD⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD
∴PD⊥DC,又PD=AB=2,ABCD是正方形,
∴等腰直角三角形PDC
由E为PC的中点知DE⊥PC.
∵PD⊥平面ABCD,AD⊂平面ABCD
∴PD⊥AD,
又AD⊥DC,PD∩CD=D,
∴AD⊥面PDC.
∵PC⊂面PDC
∴AD⊥PC,且AD∩DE=D.
∴PC⊥平面ADEQ,
即PC⊥平面ADQ
由于EQBCAD,
∴ADEQ为平面四边形,
由PD⊥平面ABCD,得AD⊥PD,
又AD⊥CD,PD∩CD=D,
∴AD⊥平面PDC,
∵PC⊂平面PDC,
∴AD⊥PC,
又三角形PDC为等腰直角三角形,E为斜边中点,
∴DE⊥PC,AD∩DE=D,
∴PC⊥平面ADQ.
(2)∵CD⊥AD,CD⊥PD,AD∩PD=D,
∴CD⊥平面PAD,
又EFCD,
∴EF⊥平面PAD,
∵EF⊂平面EFG,
∴平面EFG⊥平面PAD.
取AD中点H,连接FH,GH,
则HGCDEF,平面EFGH即为平面EFG,
在平面PAD内,作DO⊥FH,垂足为O,
则DO⊥平面EFGH,
DO即为D到平面EFG的距离,
在三角形PAD中,H,F为AD,PD中点,
∴DO=FDsin45°=
2
2

即D到平面EFG的距离为
2
2

更多内容推荐