(2014?武汉模拟)如图,在△ABC中,∠B=π2,AB=BC=2,P为AB边上一动点,PD∥BC交AC于点D,现将△PDA沿P
(2014?武汉模拟)如图,在△ABC中,∠B=π2,AB=BC=2,P为AB边上一动点,PD∥BC交AC于点D,现将△PDA沿PD翻折至△PDA′,使平面PDA′⊥平面...
(2014?武汉模拟)如图,在△ABC中,∠B=π2,AB=BC=2,P为AB边上一动点,PD∥BC交AC于点D,现将△PDA沿PD翻折至△PDA′,使平面PDA′⊥平面PBCD.(Ⅰ)若点P为AB的中点,E为A′C的中点,求证:A′B⊥DE;(Ⅱ)当棱锥A′-PBCD的体积最大时,求PA的长.
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(Ⅰ)证明:如图,设F为A′B的中点,连结PF,FE.
则有EF∥BC,EF=
BC,PD∥BC,PD=
BC,
∴DE∥PF,又A′P=PB,
∴PF⊥A′B,
故A′B⊥DE.
(Ⅱ)解:令PA=x(0<x<2),则A′P=PD=x,BP=2-x.
∵A′P⊥PD,且平面A′PD⊥平面PBCD,
∴A′P⊥平面PBCD.
∴VA′-PBCD=
Sh=
(2-x)(2+x)x=
(4x-x3).
令f(x)=
(4x-x3),
由f′(x)=
(4-3x2)=0,得x=
.
当x∈(0,
)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(
,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
∴当x=
时,f(x)取得最大值,
故当VA′-PBCD最大时,PA=
则有EF∥BC,EF=
1 |
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∴DE∥PF,又A′P=PB,
∴PF⊥A′B,
故A′B⊥DE.
(Ⅱ)解:令PA=x(0<x<2),则A′P=PD=x,BP=2-x.
∵A′P⊥PD,且平面A′PD⊥平面PBCD,
∴A′P⊥平面PBCD.
∴VA′-PBCD=
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令f(x)=
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由f′(x)=
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当x∈(0,
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当x∈(
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∴当x=
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故当VA′-PBCD最大时,PA=
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