四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,AB=2AP=2,PD=.
求证:(1)PA⊥平面PCD; (2)求点C到平面PBD的距离.
四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,AB=2AP=2,PD=.
求证:(1)PA⊥平面PCD; (2)求点C到平面PBD的距离.
(1)证明:因为底面ABCD为正方形,所以CD⊥AD.
又平面PAD⊥平面ABCD,CD平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,
所以CD⊥平面PAD.又AP平面PAD,所以CD⊥AP.
因为底面ABCD为正方形,AB=2,所以AD=2.
因为AP=1,PD=,所以AP2+PD2=AD2,因此AP⊥PD.
又CD⊥AP,PD∩CD=D,PD,CD平面PCD,所以PA⊥平面PCD.
(2) 解:设点C到平面PBD的距离为h.
由(1)知CD⊥平面PAD,因为PD平面PAD,所以CD⊥PD.
V三棱锥B-PCD=S△PCD·PA=
×(
×2×
)×1=
.因为AB∥CD,所以PD⊥AB.
由(1)知AP⊥PD,又AP∩AB=A,AP,AB平面APB,所以PD⊥平面APB.
又PB平面APB,所以PD⊥PB.
因为底面ABCD为正方形,且边长为2,所以BD=2,又PD=
,所以PB=
.
于是V三棱锥C-PBD=S△BPD·h=
×(
×
×
)h=
h.
因为V三棱锥B-PCD=V三棱锥C-PBD,所以h=
,解得h=
.
即点C到平面PBD的距离为.