(2013?河东区一模)如图所示四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,四边形ABCD中,AB⊥AD,BC∥AD,PA=AB=BC=2

2025-05-12 04:34:00
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回答1:

(Ⅰ)证明:因为PA⊥底面ABCD,CD?面ABCD,所以PA⊥CD,
又因为直角梯形ABCD中,AC=2

2
,CD=2
2

所以AC2+CD2=AD2,即AC⊥CD,
又PA∩AC=A,所以CD⊥平面PAC;…(4分)
(Ⅱ)解法一:如图,连接BD,交AC于O,取PE中点G,连接BG,FG,EO,则在△PCE中,FG∥CE,
又EC?平面ACE,FG?平面ACE,所以FG∥平面ACE,
因为BC∥AD,所以
BO
OD
GE
ED
,则OE∥BG,
又OE?平面ACE,BG?平面ACE,所以BG∥平面ACE,
又BG∩FG=G,所以平面BFG∥平面ACE,
因为BF?平面BFG,所以BF∥平面ACE.…(10分)
解法二:如图,连接BD,交AC于O,取PE中点G,
连接FD交CE于H,连接OH,则FG∥CE,
在△DFG中,HE∥FG,则
GE
ED
FH
HD
1
2

在底面ABCD中,BC∥AD,所以
BO
OD
BC
AD
1
2

所以
FH
HD
BO
OD
1
2
,故BF∥OH,又OH?平面ACE,BF?平面ACE,
所以BF∥平面ACE.…(10分)
(Ⅲ)由(Ⅰ)可知,CD⊥平面PAC,所以∠DPC为直线PD与平面PAC所成的角,
在Rt△PCD中,CD=2
2
,PD=
PA2+AD2
=2
5

所以sin∠DPC=
CD
PD