(本小题满分12分)
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=AB=2,E、F分别为AB、PC的中点。
(1)求异面直线PA与BF所成角的正切值。
(2)求证:EF⊥平面PCD。
(本小题满分12分)
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=AB=2,E、F分别为AB、PC的中点。
(1)求异面直线PA与BF所成角的正切值。
(2)求证:EF⊥平面PCD。
(12分)解:(1)如图,连结AC
过点F作FO⊥AC,∴面PAC⊥面ABCD
∵PA⊥平面ABCD,∴平面PAC⊥AC,垂足为O,
连结BO,则FO⊥平面ABCD,且FO//PA。
∴∠BFO为异面直线PA与BF所成的角………………4分
在Rt△BOF中,OF
PA=1,
OB=,则tanBFO=
………………6分
(2)连结OE、CE、PE。 ∵E是AB的中点,
∴OE⊥AB 又FO⊥平面ABCD, ∴EF⊥AB。
∵AB//CD ∴EF⊥CD
在Rt△PAE和Rt△CBE中,PA=CB,AE=BE,∴Rt△PAE≌Rt△CBE,
∴PE=CE…………………………10分
∴又F为PC的中点, ∴EF⊥PC。
故EF⊥平面PCD。……………………12分