如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA=PD=2,E、F分别为PC、BD

2025-05-08 21:13:15
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回答1:

(I)证明:连接AC,则F是AC的中点,
在△CPA中,∵E为PC的中点,
∴EF∥PA,
∵PA?平面PAD,EF?平面PAD,
∴EF∥平面PAD;
(Ⅱ)解:取AD的中点O,连结OP,OF.
∵PA=PD,∴PO⊥AD.
∵侧面PAD⊥底面ABCD,面PAD∩面ABCD=AD,
∴PO⊥面ABCD,
而O,F分别为AD,BD的中点,∴OF∥AB,
又ABCD是正方形,故OF⊥AD.
∵PA=PD=

2
,AD=2,∴PA⊥PD,OP=OA=1
以O为原点,直线OA,OF,OP分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则有A(1,0,0),G(1,1,0),D(-1,0,0),P(0,0,1),
∵侧面PAD⊥底面ABCD,AD⊥DC,
∴CD⊥平面PAD,
∴CD⊥PA
∵PD∩DC=D,且CD、PD?面PDC
∴PA⊥平面PCD
∴平面PDC的一个法向量为
PA
=(1,0,-1)
设平面PGD的一个法向量为
n
=(x,y,z)
DP
=(1,0,1),
GD
=(?2,?1,0)

∴由
n
?