题目内容
(10分)如图,PA⊥矩形ABCD所在的平面,M、N分别是AB、PC的中点.
(1)求证:MN//平面PAD
(2)求证:MN⊥CD
(3)若∠PDA=45°,求证:MN⊥平面PCD.
(1)求证:MN//平面PAD
(2)求证:MN⊥CD
(3)若∠PDA=45°,求证:MN⊥平面PCD.
证明:(1)如图,取PD的中点E,连结AE、EN则有EN//CD//AB//AM,
且EN=CD=AB=MA.
∴四边形AMNE是平行四边形.
∴MN//AE.
∵AE平面PAD,MN平面PAD,
∴MN//平面PAD. …………3分
(2)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AB.
又AD⊥AB,∴AB⊥平面PAD.
∴AB⊥AE,即AB⊥MN.又CD//AB,
∴MN⊥CD. …………6分
(3)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AD.
又∠PAD=45°,E是PD中点,
∴AE⊥PD,即MN⊥PD.
又MN⊥CD,∴MN⊥平面PCD.…………10分
且EN=CD=AB=MA.
∴四边形AMNE是平行四边形.
∴MN//AE.
∵AE平面PAD,MN平面PAD,
∴MN//平面PAD. …………3分
(2)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AB.
又AD⊥AB,∴AB⊥平面PAD.
∴AB⊥AE,即AB⊥MN.又CD//AB,
∴MN⊥CD. …………6分
(3)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AD.
又∠PAD=45°,E是PD中点,
∴AE⊥PD,即MN⊥PD.
又MN⊥CD,∴MN⊥平面PCD.…………10分
略
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