(2013?浙江模拟)如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PA⊥CD,PA=1,PD=2,E为PD上一点,PE=2E

2025-05-18 07:01:21
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回答1:

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=
1
3
,PA=
1
3
.连接BD交AC于O,过G作GH∥OD交AC于H.
连接EH.∵GH⊥AC∴EH⊥AC
∴∠EHG为二面角D-AC-E的平面角.
∵HG=
2
3
OD=
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
AC
=(1,1,0)   
AE
=(0,
2
3
  
1
3
)

设平面AEC的法向量
n
=(x,y,z)
,则
n
n
?
AC
=0
n
?
AE
=0
x+y=0
2y+z=0
令y=1,则
n
=(?1,1,?2)

假设PC存在一点F且
CF
=λ
CP
(0≤λ≤1),使得BF∥平面AEC则
BF
?
n
=0

又∵