题目内容
(本题满分12分)如图,四棱锥P—ABCD中,PA⊥ABCD,四边形ABCD 是矩形. E、F分别是AB、PD的中点.若PA=AD=3,CD=
. (1)求证:AF//平面PCE;
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153040033603.jpg)
(2)求点A到平面PCE的距离;(3)求直线FC与平面PCE所成角的大小。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115303972233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153040033603.jpg)
(2)求点A到平面PCE的距离;(3)求直线FC与平面PCE所成角的大小。
(2)
(3)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304112568.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304096284.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304112568.gif)
:解法一:(1)取PC的中点G,连结EG,FG,又由F为PD中点,则FG//![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304237323.gif)
又由已知有
∴四边形AEGF是平行四边形. ![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304330449.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304471273.gif)
平面PCE,EG
4分 (2)由(1)知点A到平面PCE的距离等于点F到
平面PCE的距离,所以只要求出点F到平面PCE的距离即可。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304642498.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304720568.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153047831215.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304830683.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153048761956.gif)
又已知得:
.
.
.
.
8分
(3)由(2)知![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305048940.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153050792298.gif)
12分
解法二:如图建立空间直角坐标系
,A(0,0,0),P(0,0,3),D(0,3,0),E(
,0,0),F(0,
,
),C(
,3,0) 2分
(1)取PC的中点G,连结EG, 则![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305500484.gif)
,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305532466.gif)
即
,又![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305594764.gif)
4分
(2)设平面
的法向量
.
,取![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305828594.gif)
又
,故
到平面
的距离为
8分
(3)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153062961411.gif)
直线FC与平面PCE所成角的大小为
. 12分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304237323.gif)
|
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304330449.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304471273.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304580194.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304596372.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304627556.gif)
平面PCE的距离,所以只要求出点F到平面PCE的距离即可。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304642498.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304720568.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153047831215.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304814929.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304830683.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304845725.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153048761956.gif)
又已知得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304892864.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304923430.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115304954395.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305001654.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305017899.gif)
(3)由(2)知
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305048940.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153050792298.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153050951235.gif)
解法二:如图建立空间直角坐标系
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305126392.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305157278.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305188223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305188223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115303972233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305500484.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305516915.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305532466.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305563440.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305594764.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305656567.gif)
(2)设平面
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305672268.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153057031157.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153057191350.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305828594.gif)
又
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305859421.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305953200.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115305672268.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115306031672.gif)
(3)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115306265642.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231153062961411.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115306343128.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823115306358517.gif)
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