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解答题已知ABCD是矩形 AD=4 AB=2 E F分别是AB BC?的中点 PA丄面

时间:2022-11-08 03:17:09

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解答题已知ABCD是矩形 AD=4 AB=2 E F分别是AB BC?的中点 PA丄面

问题补充:

解答题已知ABCD是矩形,AD=4,AB=2,E、F分别是AB、BC?的中点,PA丄面ABCD.

(1)求证:PF丄DF;

(2)若PD与面ABCD所成角为300在PA上找一点?G,使EG∥面PFD,并求出AG的长.

答案:

解:(1)证明:连接AF,∵在矩形ABCD中,AD=4,AB=2,F是线段BC的中点,∴FC=CD,∴△FCD是等腰直角三角形,∴∠DFC=45°,同理可得∠AFB=45°,∴AF⊥FD.又∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥FD,∵AF∩PA=A∴FD⊥平面PAF,∴PF⊥FD.(6分)(2)在AP上存在点G,且AG=AP,使得EG∥平面PFD,证明:取AD中点I,取AI中点H,连接BI,EH,EG,GH,∵DI∥BF,DI=BF,∴四边形BFDI是平行四边形,∴BI∥FD又∵E、H分别是AB、AI的中点,∴EH∥BI,∴EH∥FD而EH?平面PFD,∴EH∥平面PFD

∵==,∴GH∥PD而GH?平面PFD,∴HG∥平面PFD,又∵EH∩GH=H∴平面EHG∥平面PFD∴EG∥平面PFD,从而G为所求.

由PD与面ABCD所成角为30°,∴∠PDA=30°,

在直角三角PAD中,∴AP==,

∴AG==.解析分析:(1)证明:连接AF,要证PF⊥FD,只要证FD⊥平面PAF,只要证PA⊥FD,AF⊥FD即可.(2)取AD中点I,取AI中点H,连接BI,EH,EG,GH,易知四边形BFDI是平行四边形,所以BI∥FD,再由E、H分别是AB、AI的中点,得到EH∥BI,由公理4可得EH∥FD,所以EH∥平面PFD,由 ==,所以GH∥PD,有HG∥平面PFD,转化为平面EHG∥平面PFD,得到EG∥平面PFD.点评:本题主要考查线线,线面,面面平行,垂直关系的转化与应用,属中档题.

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