如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,平面PAB⊥平面ABCD,PA=AB=3,BC=2,E、F分别是棱AD,PC的中点(1
如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,平面PAB⊥平面ABCD,PA=AB=3,BC=2,E、F分别是棱AD,PC的中点(1)求证:EF⊥平面PBC(2)若直线P...
如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,平面PAB⊥平面ABCD,PA=AB=3,BC=2,E、F分别是棱AD,PC的中点(1)求证:EF⊥平面PBC(2)若直线PC与平面ABCD所成角为π4,点P在AB上的射影O在靠近点B的一侧,求二面角P-EF-A的余弦值.
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(1)证明:取PB的中点G,连接AQ,FG,
∵PA=AB,∴AG⊥PB,
∵平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,BC⊥AB,
∴BC⊥平面PAB,
∴BC⊥AG,
∵PB∩BC=B,
∴AG⊥平面PBC
∵E、F分别是棱AD,PC的中点,
∴FG∥AE,FG=AE,
∴四边形AEFG是平行四边形,
∴EF∥AG,
∴EF⊥平面PBC.
(2)解:作PO⊥AB=0,则PO⊥平面ABCD,
连接OC,则∠PCO=
,
∴PO=OC,设AO=x,则
=
,解得x=2,
以O为原点,建立空间直角坐标系,
则P(0,0,
),A(-2,0,0),C(1,2,0),
D(-2,2,0),E(-2,1,0),F(
,1,
),
=(?2,1,?
),
=(
,1,?
∵PA=AB,∴AG⊥PB,
∵平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,BC⊥AB,
∴BC⊥平面PAB,
∴BC⊥AG,
∵PB∩BC=B,
∴AG⊥平面PBC
∵E、F分别是棱AD,PC的中点,
∴FG∥AE,FG=AE,
∴四边形AEFG是平行四边形,
∴EF∥AG,
∴EF⊥平面PBC.
(2)解:作PO⊥AB=0,则PO⊥平面ABCD,
连接OC,则∠PCO=
π |
4 |
∴PO=OC,设AO=x,则
9?x2 |
4+(3?x)2 |
以O为原点,建立空间直角坐标系,
则P(0,0,
5 |
D(-2,2,0),E(-2,1,0),F(
1 |
2 |
| ||
2 |
PE |
5 |
PF |
1 |
2 |