题目内容
(本题满分12分)如图,在四棱锥P―ABCD中,底面ABCD是矩形,侧棱PA垂直于底面,E、F分别是AB、PC的中点
(1)求证 CD⊥PD;
(2)求证 EF∥平面PAD;
(3)当平面PCD与平面ABCD成
角时,求证:直线EF⊥平面PCD。
证明 : (1)∵PA⊥底面ABCD,∴AD是PD在平面ABCD内的射影,
∵CD
平面ABCD且CD⊥AD,∴CD⊥PD (4分)
(2)取CD中点G,连EG、FG,
∵E、F分别是AB、PC的中点,∴EG∥AD,FG∥PD
∴平面EFG∥平面PAD,故EF∥平面PAD(8分)
(3)G为CD中点,则EG⊥CD,由(1)知FG⊥CD,
故∠EGF为平面PCD与平面ABCD所成二面角的平面角
即∠EGF=45°,从而得∠ADP=45°,AD=AP
由Rt△PAE≌ Rt△ CBE,得PE=CE又F是PC的中点,
∴EF⊥ PC,由CD⊥ EG,CD⊥ FG,得CD⊥ 平面EFG,CD⊥ EF
即EF⊥ CD,故EF⊥ 平面PCD (12分)
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