已知ABCD是矩形,AD=4,AB=2,E、F分别是线段AB、BC的中点,PA⊥面ABCD.(1)证明:PF⊥FD;(2)在PA上是否存在点G,使得EG∥平面PFD.-数学

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已知ABCD是矩形,AD=4,AB=2,E、F分别是线段AB、BC的中点,PA⊥面ABCD.(1)证明:PF⊥FD;(2)在PA上是否存在点G,使得EG∥平面PFD.-数学

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已知ABCD是矩形,AD=4,AB=2,E、F分别是线段AB、BC的中点,PA⊥面ABCD.
(1)证明:PF⊥FD;
(2)在PA上是否存在点G,使得EG平面PFD.360优课网
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案


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(1)证明:连接AF,
∵在矩形ABCD中,AD=4,AB=2,F是线段BC的中点,
∴FC=CD,∴△FCD是等腰直角三角形,
∴∠DFC=45°,同理可得∠AFB=45°,
∴AF⊥FD.
又∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥FD,∵AF∩PA=A
∴FD⊥平面PAF,∴PF⊥FD.(6分)

(2)在AP上存在点G,
AG=class="stub"1
4
AP
,使得EG平面PFD,
证明:取AD中点I,取AI中点H,连接BI,EH,EG,GH,
DI
.
.
BF
,∴四边形BFDI是平行四边形,
∴BIFD
又∵E、H分别是AB、AI的中点,
∴EHBI,∴EHFD
而EH?平面PFD,∴EH平面PFD∵class="stub"AG
AP
=class="stub"AH
AD
=class="stub"1
4

∴GHPD
而GH?平面PFD,
∴HG平面PFD
又∵EH∩GH=H
∴平面EHG平面PFD
∴EG平面PFD
从而G为所求.

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