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在四棱锥P-ABCD中,PD垂直底面ABCD,底面ABCD为正方形,PD=DC,E,F分别是AB,PB的中点 .

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/29 20:09:57
在四棱锥P-ABCD中,PD垂直底面ABCD,底面ABCD为正方形,PD=DC,E,F分别是AB,PB的中点 .
(1)求证EF垂直CD(不用写,我已证出)(2)求二面角A-PB-C的大小(3)在直线AD上是否存在一点G,使GF垂直平面PCB,若存在求出该点,若不存在说明理由
(2)做AM垂直PB交PB于点M,连接MC
因为PD=DC,PD垂直底面ABCD,设正方形边长a
易得PA=PC=√2a
且三角形PAB与三角形PAC全等
所以AM垂直PB,MC垂直PB
即角AMC为所求角度
因为三角形PAB为直角三角形
AM为边长的高
所以根据相似
AM=√2a/√3=MC
在三角形AMC中
根据余弦定理
AC^2=AM^2+MC^2+2*AM*MC*cos角AMC
即2a^2=2a^2/3+2a^2/3+2*2a^2/3cos角AMC
cos角AMC=-1/2
角AMC=120°
(3)存在 设G为AD中点
连接AC,BD交于点O,连接OF,PG,CG,FG
因为易证PG=GC
所以三角形PGC为等腰三角形,且PF=FB
根据等腰三角形三线合一
FG垂直PB,.(1)
因为O为DB中点
所以FO为三角形PDB中位线
所以FO垂直底面ABCD,即FO垂直CB
因为易得CB垂直GO
所以CB垂直平面GOF
即CB垂直GF ..(2)
所以GF垂直平面PCB