(1)求证:PC⊥BC;
(2)求点A到平面PBC的距离。
【答案】解:(1)证明:∵PD⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,∴PD⊥BC。
由∠BCD=900,得CD⊥BC。
又PD?DC=D,PD、DC?平面PCD, ∴BC⊥平面PCD。
∵PC?平面PCD,∴PC⊥BC。
(2)分别取AB、PC的中点E、F,连DE、DF,则:
易证DE∥CB,DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等。
又点A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍。 由(1)知:BC⊥平面PCD,∴平面PBC⊥平面PCD于PC。 ∵PD=DC,PF=FC,∴DF⊥PC。∴DF⊥平面PBC于F。 易知DF=
2,故点A到平面PBC的距离等于2。 2【考点】直线与平面、平面与平面的位置关系,几何体的体积空间想象能力、推理论证能力和运算能力。
【分析】(1)要证明PC⊥BC,可以转化为证明BC垂直于PC所在的平面,由PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=90°,容易证明BC⊥平面PCD,从而得证。
(2)注意到第一问证明的结论,取AB的中点E,容易证明DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等,而A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍,由第一问证明的结论知平面PBC⊥平面PCD,交线是PC,所以只求D到PC的距离即可,在等腰直角三角形PDC中易求。
还可以用等体积法求解:连接AC,则三棱锥P-ACB与三棱锥A-PBC体积相等,而三棱锥P-ACB体积易求,三棱锥A-PBC的地面PBC的面积易求,其高即为点A到平面PBC的距离,设为h,则利用体积相等即求。
11.(江苏2011年14分)如图,在四棱锥P?ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、F分别是AP、AD的中点 求证:(1)直线EF//平面PCD; (2)平面BEF⊥平面PAD.
【答案】证明:(1) 在?PAD中,∵E,F分别是AP,AD的中点,
∴EF//PD,
11
又∵EF?平面PCD,PD?平面PCD, ∴直线EF//平面PCD。
(2)连结BD。∵AB?AD,?BAD?60, ∴?ABD为等边三角形。∵F分别是AD的中点, ∴BF?AD。
∵平面PAD?平面ABCD,BF?平面ABCD, 又∵平面PAD?平面ABCD?AD, ∴BF?平面PAD。
又∵BF?平面BEF,∴平面BEF?平面PAD。
【考点】直线与平面的位置关系,平面与平面的位置关系。
【分析】(1)要证直线EF//平面PCD,只需证明EF//PD,EF不在平面PCD中,PD?平面PCD即可。
(2)连接BD,证明BF?AD,说明平面PAD?平面ABCD?AD,得出
?BF?平面PAD,从而证明平面BEF?平面PAD。
13.(2012年江苏省14分)如图,在直三棱柱ABC?A1B1C1中,ABE分别是棱11?AC11,D,,且AD?DE,BC,CC1上的点(点D 不同于点C)F为B1C1的中点. 求证:(1)平面ADE?平面BCC1B1; (2)直线A1F//平面ADE.
【答案】证明:(1)∵ABC?A1B1C1是直三棱柱,∴CC1?平面ABC。 又∵AD?平面ABC,∴CC1?AD。
又∵AD?DE,CC1,DE?平面BCC1B1,CC1?DE?E,∴AD?平
12
面BCC1B1。
又∵AD?平面ADE,∴平面ADE?平面BCC1B1。 (2)∵A1B1?AC11,F为B1C1的中点,∴A1F?B1C1。
又∵CC1?平面A1B1C1,且A1F?平面A1B1C1,∴CC1?A1F。 又∵CC1,∴A1F?平面A1B1C1。 B1C1?平面BCC1B1,CC1?B1C1?C1, 由(1)知,AD?平面BCC1B1,∴A1F∥AD。
又∵AD?平面ADE, A1F?平面ADE,∴直线A1F//平面ADE 【考点】直线与平面、平面与平面的位置关系。
【解析】(1)要证平面ADE?平面BCC1B1,只要证平面ADE上的AD?平面BCC1B1即可。它可由已知ABC?A1B1C1是直三棱柱和AD?DE证得。
(2)要证直线A1F//平面ADE,只要证A1F∥平面ADE上的AD即可。
13