解答:(1)证明:∵PA=AD=1,PD=
2
∴PA2+AD2=PD2即PA⊥AD
又∵PA⊥CD.AD∩CD=D
∴PA⊥平面ABCD
(2)解:过E作EG∥PA交AD于G,从而EG⊥平面ABCD′且AG=2GD.EG=
,PA=1 3
.连接BD交AC于O,过G作GH∥OD交AC于H.1 3
连接EH.∵GH⊥AC∴EH⊥AC
∴∠EHG为二面角D-AC-E的平面角.
∵HG=
OD=2 3
.
2
3
∴tan∠EHG=
=EG GH
.
2
2
(3)解:因为PA,AB,AD两两垂直,所以A为原点,AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,Z轴建立空间直角坐标系.
则A(0,0,0)B(1,0,0)C(1,1,0)P(0,0,1)E(0,
, 2 3
)1 3
=(1,1,0) AC
=(0,AE
2 3
)1 3
设平面AEC的法向量
=(x,y,z),则n
=n
即
?n
=0AC
?n
=0AE
令y=1,则
x+y=0 2y+z=0
=(?1,1,?2)n
假设PC存在一点F且
=λCF
(0≤λ≤1),使得BF∥平面AEC则CP
?BF
=0.n
又∵