写出详细过程,谢谢 10
2019-03-23
(Ⅰ)、如图所示,取BD的中点E,连接PE。
因为△PAB和△PAD均为等边三角形,所以AB=AD=PA=PB=PD,
△PBD为等腰三角形, 由AB⊥AD可知△ABD为等腰直角三角形,
因为点E为BD的中点,所以∠ADB=45°,AE⊥BD,PE⊥BD,AE=BE=DE=(√2/2)AB,
则BD=(√2)AB,等腰△PBD中满足PB²+PD²=BD²,所以△PBD为等腰直角三角形,
可知PE⊥BD,PE=(√2/2)AB=AE,等腰△PAE中满足AE²+PE²=PA²,
所以△PBD为等腰直角三角形,有PE⊥AE,
因为BD、AE在平面ABCD上相交于点E,所以PE⊥平面ABCD,
BC在平面ABCD上,所以PE⊥BC,
由AB⊥AD,AB∥CD可知AD⊥CD,则∠BDC=45°,
由PA=(1/2)CD,PA=AB,BD=(√2)AB可知CD=(√2)BD,
所以△BCD为等腰直角三角形,有BC⊥BD,
因为PE、BD在平面PBD上相交于点E,所以BC⊥平面PBD,
BC在平面PBC上,所以平面PBC⊥平面PBD。
(Ⅱ)、如图所示,取BD的中点E,过点E作EF⊥PB。
由题(Ⅰ)结论可知△PBD为等腰直角三角形,BC⊥平面PBD,
AE⊥BD,BC⊥BD,所以AE∥BC,EF为△PBD的中位线,
有EF⊥PB,EF=(1/2)PD=(1/2)AB=1/2,
又因为AE不在平面PBC上,所以AE∥平面PBC,
所以点E到平面PBC的距离即为点A到平面PBC的距离,
EF在平面PBD上,所以BC⊥EF,
由PB、BC在平面PBC上相交于点B,所以EF⊥平面PBC,
所以EF=1/2即为点E到平面PBC的距离,
所以点A到平面PBC的距离为1/2。
(1)取CD的中点E,连接AE交BD于点O,连接BE、PO、PE
由题意知四边形ABED是正方形,△PBD是等腰△
PO是等腰△PBD的中线,根据等腰△“三线合一”定理
知PO是底边BD上的高,即 PO⊥BD,∠POB=90°
又PA=PB,OA=OB,PO=PO,所以△POA≌△POB(SSS)
所以∠POA=∠POB=90°。又∠AOB=90°(正方形ABED对角线互相垂直平分)
所以AE⊥BD和OP于点O,所以AE⊥面PBD
又AB=EC且AB∥EC,所以四边形ABCE是平行四边形,AE∥BC
所以AE∥面PBC。根据面面垂直判定定理推论2:“如果一个平面
的垂线平行于另一个平面,那么这两个平面互相垂直”知,平面PBC⊥平面PBD。
(2)由(1)AE⊥面PBD于点O知,O是点A在面PBD上的射影(正投影)
过点O作OF垂直PB于点F。因为平面PBC⊥平面PBD,所以OF是点O到平面PBC
的距离,也就是A到平面PBC的距离。 易知,BD=√(AB²+AD²)=√(1²+1²)=√2,
BO=√2/2,PO=√(PB²-BO²)=√(1²-1/2)=√2/2=BO
所以△POB是等腰Rt△,所以 F是PB的中点,则OF是△PDB的中位线,
OF=PD/2=1/2