题目内容
（2012•九江一模）如图所示，已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形，PA⊥平面ABC，AB=2，PA=2
，M是PA的中点．
（1）求证：平面PCD∥平面MBE；
（2）设PA=λAB，当二面角D-ME-F的大小为135°，求λ的值．
| 2 |
（1）求证：平面PCD∥平面MBE；
（2）设PA=λAB，当二面角D-ME-F的大小为135°，求λ的值．
分析：（1）证明平面PCD∥平面MBE，利用面面平行的判定定理，证明一个平面内的两条相交直线平行于另一平面即可；
（2）不妨设AB=2，则PA=2λ，以A为坐标原点，AE，AB，AP所在直线分别为x，y，z轴，建立空间直角坐标系，求出平面DME的法向量，平面FME的法向量为
=(-λ，
λ，-2
)，利用向量夹角公式，建立方程，即可求得结论．
（2）不妨设AB=2，则PA=2λ，以A为坐标原点，AE，AB，AP所在直线分别为x，y，z轴，建立空间直角坐标系，求出平面DME的法向量，平面FME的法向量为
| n |
| 3 |
| 3 |
解答：
（1）证明：连接AD交BE于点G，连接MG，则点G是正六边形的中心，所以G是线段AD的中点
∵M是PA的中点，∴MG∥PD
∵PD?平面MBE，MG?平面MBE
∴PD∥平面MBE
∵DC∥BE，DC?平面MBE，BE?平面MBE
∴DC∥平面MBE
∵PD∩DC=D
∴平面PCD∥平面MBE；
（2）解：不妨设AB=2，则PA=2λ，在正六边形ABCDEF中，连接AE，过点F作FH⊥AE，垂足为H，则FH=AFsin∠FAE=1，AH=AFcos∠FAE=
，AE=2
，以A为坐标原点，AE，AB，AP所在直线分别为x，y，z轴，建立空间直角坐标系，则A（0，0，0），E（2
，0，0），D（2
，2，0），F（
，-1，0），M（0，0，λ）
∴
=（-2
，0，λ），
=（0，2，0），
=（-
，-1，0）
设平面DME的法向量为
=(x，y，z)，
由
得
，取z=2
，则
=(λ，0，2
)
同理可得平面FME的法向量为
=(-λ，
λ，-2
)
∴cos＜
，
＞=
∵二面角D-ME-F的大小为135°
∴
=-
∴λ2=6
∵λ＞0，
∴λ=
（1）证明：连接AD交BE于点G，连接MG，则点G是正六边形的中心，所以G是线段AD的中点∵M是PA的中点，∴MG∥PD
∵PD?平面MBE，MG?平面MBE
∴PD∥平面MBE
∵DC∥BE，DC?平面MBE，BE?平面MBE
∴DC∥平面MBE
∵PD∩DC=D
∴平面PCD∥平面MBE；
（2）解：不妨设AB=2，则PA=2λ，在正六边形ABCDEF中，连接AE，过点F作FH⊥AE，垂足为H，则FH=AFsin∠FAE=1，AH=AFcos∠FAE=
| 3 |
| 3 |
| 3 |
| 3 |
| 3 |
∴
| EM |
| 3 |
| ED |
| EF |
| 3 |
设平面DME的法向量为
| m |
由
|
|
| 3 |
| m |
| 3 |
同理可得平面FME的法向量为
| n |
| 3 |
| 3 |
∴cos＜
| m |
| n |
| -λ2-12 | ||||
|
∵二面角D-ME-F的大小为135°
∴
| -λ2-12 | ||||
|
| ||
| 2 |
∴λ2=6
∵λ＞0，
∴λ=
| 6 |
点评：本题考查面面平行，考查面面角，解题的关键是掌握面面平行的判定方法，确定平面的法向量，属于中档题．
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