已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,且AD=2,AB=1,PA⊥平面ABCD,E、F分别是线段AB、BC的中点.(1
已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,且AD=2,AB=1,PA⊥平面ABCD,E、F分别是线段AB、BC的中点.(1)证明:PF⊥FD;(2)判断并说明PA上...
已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,且AD=2,AB=1,PA⊥平面ABCD,E、F分别是线段AB、BC的中点.(1)证明:PF⊥FD;(2)判断并说明PA上是否存在点G,使得EG∥平面PFD;(3)若PB与平面ABCD所成的角为45°,求二面角A-PD-F的余弦值.
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解法一:(Ⅰ)∵PA⊥平面ABCD,∠BAD=90°,AB=1,AD=2,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,
则A(0,0,0),B(1,0,0),F(1,1,0),D(0,2,0).(2分)
不妨令P(0,0,t)∵
=(1,1,?t),
=(1,?1,0)
∴
?
=1×1+1×(?1)+(?t)×0=0,
即PF⊥FD.(4分)
(Ⅱ)设平面PFD的法向量为
=(x,y,z),
由
则A(0,0,0),B(1,0,0),F(1,1,0),D(0,2,0).(2分)
不妨令P(0,0,t)∵
PF |
DF |
∴
PF |
DF |
即PF⊥FD.(4分)
(Ⅱ)设平面PFD的法向量为
n |
由
|