22.(1)设P(x0,y0),M(x,y),则(2x0,y0)
∴FG=
在菱形ADCE中,AF=FC, ∴PF=CF=a,
∵∠PFC=120°, ∴∠FPC=∠FCP=30°.
∴直线PD与平面BCDE所成角是arcsin.
(3) ∵DE∥BC,DE在平面PBC外,
∴DE∥平面PBC.
∴点D到平面PBC的距离即为点F到平面PBC的距离.
过点F作FG⊥PC,垂足为G.
∵DE⊥平面PCF,∴BC⊥平面PCF.
∴平面PBC⊥平面PCF.
∴FG⊥平面PBC.
∴FG的长即为点F到平面PBC的距离.
在Rt△POD中,sin∠PDO=
∴PO=a.
在Rt△POF中,∵∠PFO=60°,PF=a,
∵CD∥AB,
∴∠BAC=∠ACD.
又∵AD=CD,
∴∠DAC=∠ACD.
∴∠BAC=∠DAC.
即CA平分∠BAD.
∵△ADE是正三角形,
∴AC⊥DE.
即PF⊥DE,CF⊥DE.
∴DE⊥平面PCF.
∴DE⊥PC.
(2)过P作PO⊥AC于O,连结OD.
设AD=DC=CB=a,则AB=2a.
∵DE⊥平面PCF,∴DE⊥PO.
∴PO⊥平面BCDE.
∴∠PDO即为直线PD与平面BCDE所成的角.
∵∠PFC是二面角P-DE-C的平面角,∴∠PFO=60°
21.(1)连结AC交DE于F,连结PF.
②当-<-1,即n>2时, ymin==6,解得n=4.