(2014?红桥区二模)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD∥BC,∠ABC=∠PAD=90°,侧面PAD
(2014?红桥区二模)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD∥BC,∠ABC=∠PAD=90°,侧面PAD⊥底面ABCD.若PA=AB=BC=12...
(2014?红桥区二模)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD∥BC,∠ABC=∠PAD=90°,侧面PAD⊥底面ABCD.若PA=AB=BC=12AD.(Ⅰ)求证:CD⊥平面PAC;(Ⅱ)侧棱PA上是否存在点E,使得BE∥平面PCD?若存在,指出点E的位置并证明,若不存在,请说明理由;(Ⅲ)求二面角A-PD-C的余弦值.
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因为∠PAD=90°,所以PA⊥AD.又因为侧面PAD⊥底面ABCD,且侧面PAD∩底面ABCD=AD,所以PA⊥底面ABCD.又因为∠BAD=90°,
所以AB,AD,AP两两垂直.分别以AB,AD,AP为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,如图.
设AD=2,则A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,2,0),P(0,0,1).
(Ⅰ)证明:
=(0, 0, 1),
=(1, 1, 0),
=(?1, 1, 0),
所以
?
=0,
?
=0,所以AP⊥CD,AC⊥CD.
又因为AP∩AC=A,所以CD⊥平面PAC.(4分)
(Ⅱ)设侧棱PA的中点是E,则E(0,0,
),
=(?1,0,
所以AB,AD,AP两两垂直.分别以AB,AD,AP为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,如图.
设AD=2,则A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,2,0),P(0,0,1).
(Ⅰ)证明:
AP |
AC |
CD |
所以
AP |
CD |
AC |
CD |
又因为AP∩AC=A,所以CD⊥平面PAC.(4分)
(Ⅱ)设侧棱PA的中点是E,则E(0,0,
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BE |
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