题目内容

如图,已知四边形ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,CD=PD=2EA,PD∥EA,F,G,H分别为PB,BE,PC的中点.
(I)求证:GH∥平面PDAE;
(II)求证:平面FGH⊥平面PCD.
考点:直线与平面平行的判定,平面与平面垂直的判定
专题:空间位置关系与距离
分析:(Ⅰ)分别取PD的中点M,EA的中点N,连结MH、NG、MN,由已知得四边形CHMN是平行四边形,由此能证明GH∥平面PDAE.
(Ⅱ)由线面垂直得PD⊥BC,由已知得BC⊥CD,从而BC⊥平面PCD,由三角形中位线定理得FH∥BC,从而FH⊥平面PCD,由此能证明平面FGH⊥平面PCD.
解答: 证明:(Ⅰ)分别取PD的中点M,EA的中点N,连结MH、NG、MN,
∵G,H分别是BE,PC的中点,∴MH
.
1
2
CD
,NG
.
1
2
AB

∵AB
.
CD,∴MH
.
NG,
∴四边形CHMN是平行四边形,∴GH∥MN,
又∵GH?平面PDAE,MN?平面PDAE,
∴GH∥平面PDAE.
(Ⅱ)∵PD⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,
∴PD⊥BC,
∵BC⊥CD,PD∩CD=D,∴BC⊥平面PCD,
∵F,H分别为PB、PC的中点,∴FH∥BC,
∴FH⊥平面PCD,
∵FH?平面FGH,∴平面FGH⊥平面PCD.
点评:本题考查线面平行的证明,考查面面垂直的证明,考查空间向量在立体几何中的应用,意在考查方程思想、等价转化思想等数学思想方法和学生的空间想象能力、逻辑推理能力和运算求解能力.
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