(2005?重庆)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PD⊥底面ABCD,E是AB上一点,PE⊥EC.已知PD=2

2025-05-09 15:18:47
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回答1:

(Ⅰ)因PD⊥底面AD,故PD⊥DE,又因EC⊥PE,
且DE是PE在面ABCD内的射影,由三垂直线定理的逆定理知
EC⊥DE,因此DE是异面直线PD与EC的公垂线.
设DE=x,因△DAE∽△CED,故x:

1
2
=2:x.
从而DE=1,即异面直线PD与EC的距离为1.
(Ⅱ)过E作EG⊥CD交CD于G,作GH⊥PC交PC于H,连接EH.因PD⊥底面AD,
故PD⊥EG,从而EG⊥面PCD.
因GH⊥PC,且GH是EH在面PDC内的射影,
由三垂线定理知EH⊥PC.
因此∠EHG为二面角的平面角.
在面PDC中,PD=
2
,CD=2,GC=2?
1
2
3
2

因△PDC∽△GHC,故GH=PD?
CG
PC
3
2

EG=
DE2?DG2
12?(
1
2
)
2
3
2

故在Rt△EHG中,GH=EG,因此∠EHG=
π
4

即二面角E-PC-D的大小为
π
4