如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱PA=PD=,底面ABCD为直角梯形,其中BC∥AD,AB⊥AD,AD=2AB=2BC=2,O为AD中点。(1)求证:PO⊥平面ABCD;(

题目简介

如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱PA=PD=,底面ABCD为直角梯形,其中BC∥AD,AB⊥AD,AD=2AB=2BC=2,O为AD中点。(1)求证:PO⊥平面ABCD;(

题目详情

如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱PA=PD=,底面ABCD为直角梯形,其中BC∥AD,AB⊥AD,AD=2AB=2BC=2,O为AD中点。
(1)求证:PO⊥平面ABCD;
(2)求异面直线PD与CD所成角的大小;
(3)线段AD上是否存在点Q,使得它到平面PCD的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由。
题型:解答题难度:中档来源:福建省高考真题

答案

解:(1)在△PAD中PA=PD,O为AD中点,所以PO⊥AD
又侧面PAD⊥底面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD
平面PAD,
所以PO⊥平面ABCD。
(2)连结BO,
在直角梯形ABCD中,BC∥AD,AD=2AB=2BC
有OD∥BC且OD=BC
所以四边形OBCD是平行四边形,
所以OB∥DC
由(1)知,PO⊥OB,∠PBO为锐角,
所以∠PBO是异面直线PB与CD所成的角
因为AD=2AB=2BC=2
在Rt△AOB中,AB=1,AO=1
所以OB=
在Rt△POA中,因为AP=,AO=1,所以OP=1,
在Rt△PBO中,tan∠PBO=
所以异面直线PB与CD所成的角是
(3)假设存在点Q,使得它到平面PCD的距离为
,则
由(2)得CD=OB=
在Rt△POC中,
所以PC=CD=DP,
由VP-DQC=VQ-PCD,得x=3/2
所以存在点Q满足题意,此时

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