18.如图,四边形ABCD是边长为2的正方形,PA⊥平面ABCD,DE//PA,PA=2DE=AB,F为PC的中点.

    (1)求证:EF//平面ABCD;

  (2)求平面PCE与平面ABCD所成二面角的余弦值;

  (3)求点A到平面PEC的距离.

(1)证法一:取PA中点G′连接EG′、FG′、AC

易得EG′//AD,FG′//AC  ………………2分

∴平面EFG′//平面ABCD  ∴EF//平面ABCD  …………4分

证法二:由条件知DC,DA,DE两两垂直,

∴以DC,DA,DE所在直线为坐标轴建立空间直角坐标系D-xyz

  则A(0,2,0),B(2,2,0),C(2,0,0)

D(0,0,0),E(0,0,1),P(0,2,2)

∵F这PC的中点  ∴F(1,1,1)

……2分

又∵而ABCD  而EF面ABCD

∴EF//面ABCD  …………4分

  (2)解法1  延长PE、AD交于G点,连接GC,

则平面PEC∩平面ABCD=GC

  ∴GD=DA=DC  ∴△ACG为直角三角形 

∴GC⊥AC   而AC为PC在平面ABCD内的射影,GC平面ABCD

∴由三垂线定理得GC⊥PC

∴∠PCA就是平面PEC与平面ABCD所成二面角的平面角  …………6分

在Rt△PCA中,  …………8分

解法2  设平面PEC的法向量

  …………6分

又DE⊥平面ABCD, 即是平面ABCD的法向量,且=(0,0,1)

||=1,设平面PEC与平面ABCD的二面角为θ 

  …………8分

  (3)解法1  作AH⊥PC于H点

由EF//DB,AC⊥DB,PA⊥平面ABCD,PA⊥BD,且AC∩PA=A

∴BD⊥平面PAC  ∴EF⊥平面PAC  而AH平面PAC

∴AH⊥EF  又AH⊥PC   EF∩PC=F   ∴AH⊥平面PEC

即AH为点A到平面PEC的距离

故在Rt△PCA中有 …………12分

解法2  由(2)知平面PEC的法向量为n=()

且|n|=

∴A到平面的距离  …………

 0  445764  445772  445778  445782  445788  445790  445794  445800  445802  445808  445814  445818  445820  445824  445830  445832  445838  445842  445844  445848  445850  445854  445856  445858  445859  445860  445862  445863  445864  445866  445868  445872  445874  445878  445880  445884  445890  445892  445898  445902  445904  445908  445914  445920  445922  445928  445932  445934  445940  445944  445950  445958  447348 

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