题目内容
(本小题满分14分)
如图,在四棱锥P—ABCD中,AB∥CD,CD=2AB,AB平面PAD,E为PC的中点.
(1)求证:BE∥平面PAD;
(2)若ADPB,求证:PA平面ABC D.
如图,在四棱锥P—ABCD中,AB∥CD,CD=2AB,AB平面PAD,E为PC的中点.
(1)求证:BE∥平面PAD;
(2)若ADPB,求证:PA平面ABC D.
略
证明:(1)(方法一)取PD中点F,连结EF,AF.
因为E是PC的中点,F是PD的中点,
所以EF∥CD,且CD=2EF.
又因为AB∥CD,CD=2AB,所以EF=AB,即四边形ABEF是平行四边形.
因此BE∥AF.………………5分
又平面PAD,平面PAD,
所以BE∥平面PAD.………………8分
(方法二)延长DA、CB,交于点F,连结PF.
因为AB∥CD,CD=2AB,
所以B为CF的中点.
又因为E为PC的中点,
所以BE∥PF.………………5分
因为平面PAD,平面PAD,
所以BE∥平面PAD.………………8分
(方法三)取CD中点F,连结EF,BF.
因为E为PC中点,F为CD中点,
所以EF∥PD.
因为平面PAD,平面PAD,
所以EF∥平面PA D.………………2分
因为F为CD中点,所以CD=2FD.
又CD=2AB,AB∥CD,故AB=FD,即四边形ABFD为平行四边形,所以BF∥AD.
因为平面PAD,平面PAD,所以BF∥平面PAD.
因为平面BEF,
所以平面BEF∥平面PA D.………………6分
因为平面BEF,所以BE∥平面PA D.………………8分
(2)因为AB平面PAD,PA,平面PAD,
所以……………………10分
因为
所以平面PA B.………………12分
又平面PAB,所以
因为故PA面ABCD.……………………14分
因为E是PC的中点,F是PD的中点,
所以EF∥CD,且CD=2EF.
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因此BE∥AF.………………5分
又平面PAD,平面PAD,
所以BE∥平面PAD.………………8分
(方法二)延长DA、CB,交于点F,连结PF.
因为AB∥CD,CD=2AB,
所以B为CF的中点.
又因为E为PC的中点,
所以BE∥PF.………………5分
因为平面PAD,平面PAD,
所以BE∥平面PAD.………………8分
(方法三)取CD中点F,连结EF,BF.
因为E为PC中点,F为CD中点,
所以EF∥PD.
因为平面PAD,平面PAD,
所以EF∥平面PA D.………………2分
因为F为CD中点,所以CD=2FD.
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因为平面PAD,平面PAD,所以BF∥平面PAD.
因为平面BEF,
所以平面BEF∥平面PA D.………………6分
因为平面BEF,所以BE∥平面PA D.………………8分
(2)因为AB平面PAD,PA,平面PAD,
所以……………………10分
因为
所以平面PA B.………………12分
又平面PAB,所以
因为故PA面ABCD.……………………14分
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