题目内容

16.在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,E是PD的中点,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,AC=AP.
(Ⅰ)求证:CE∥平面PAB;
(Ⅱ)求证:PC⊥AE.

分析 (Ⅰ)根据线面平行的判定定理即可证明CE∥平面PAB;
(Ⅱ)根据线面垂直的性质定理即可证明PC⊥AE.

解答 证明:(Ⅰ)取AD的中点M,连接CM,EM.则有 EM∥PA.

因为 PA?平面PAB,EM?平面PAB
所以EM∥平面PAB.…2分
由题意知∠BAC=∠CAD=∠ACM=60°,
所以 CM∥AB.
同理 CM∥平面PAB.…4分
又因为 CM?平面CME,EM?平面CME,CM∩EM=M
所以 平面CME∥平面PAB.
因为 CE?平面CME
所以 CE∥平面PAB. …6分
(Ⅱ)取PC的中点F,连接EF,AF,则EF∥CD.
因为AP=AC,所以 PC⊥AF.…7分
因为 PA⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,所以 PA⊥CD
又 AC⊥CD
所以 CD⊥平面PAC…9分
因为PC?平面PAC所以 CD⊥PC
又 EF∥CD,所以 EF⊥PC
又因为PC⊥AF,AF∩EF=F
所以 PC⊥平面AEF…11分
因为AE?平面AEF
所以 PC⊥AE…12分.

点评 本题主要考查线面平行和线面垂直的判断,根据相应的判定定理是解决本题的关键.

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