測(數(shù)學(xué)文).files\image174.jpg)
19.(本小題滿分12分)
解法一:
(I)證明
如圖,連結(jié)AC,AC交BD于點G,連結(jié)EG。
∵ 底面ABCD是正方形,
∴ G為AC的中點.
又E為PC的中點,
∴EG//PA。
∵EG
平面EDB,PA
平面EDB,
∴PA//平面EDB ………………4分
(II)證明:
∵ PD⊥底面ABCD,∴PD⊥DB,PD⊥DC,PD⊥DB。
又∵BC⊥DC,PD∩DC=D,
∴BC⊥平面PDC。
∴PC是PB在平面PDC內(nèi)的射影。
∵PD⊥DC,PD=DC,點E是PC的中點,
∴DE⊥PC。
由三垂線定理知,DE⊥PB。
∵DE⊥PB,EF⊥PB,DE∩EF=E,
∴PB⊥平面EFD。 …………………………8分
(III)解:
∵PB⊥平面EFD,
∴PB⊥FD。
又∵EF⊥PB,F(xiàn)D∩EF=F,
∴∠EFD就是二面角C―PB―D的平面角�!�10分
∵PD=DC=BC=2,
∴PC=DB=測(數(shù)學(xué)文).files\image182.gif)
∵PD⊥DB,
測(數(shù)學(xué)文).files\image184.gif)
由(II)知:DE⊥PC,DE⊥PB,PC∩PB=P,
∴DE⊥平面PBC。
∵EF
平面PBC,
∴DE⊥EF。
測(數(shù)學(xué)文).files\image187.gif)
∴∠EFD=60°。
故所求二面角C―PB―D的大小為60°。 ………………12分
解法二:
如圖,以點D為坐標(biāo)原點,DA、DC、DP所在直線分別為x軸、y軸、z軸,
建立空間直角坐標(biāo)系,得以下各點坐標(biāo):D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,2,0),
C(0,2,0),P(0,0,2) ………………1分
(I)證明:
連結(jié)AC,AC交BD于點G,連結(jié)EG。
∵ 底面ABCD是正方形,
∴ G為AC的中點.G點坐標(biāo)為(1,1,0)。
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