如图,四棱锥P﹣ABCD中,BC∥AD,BC=1,AD=3,AC⊥CD,且平面PCD⊥平面ABCD.
(Ⅰ)求证:AC⊥PD;
(Ⅱ)在线段PA上,是否存在点E,使BE∥平面PCD?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
如图,四棱锥P﹣ABCD中,BC∥AD,BC=1,AD=3,AC⊥CD,且平面PCD⊥平面ABCD.
(Ⅰ)求证:AC⊥PD;
(Ⅱ)在线段PA上,是否存在点E,使BE∥平面PCD?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【考点】直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.
【专题】空间位置关系与距离.
【分析】(I)利用面面垂直的性质定理即可证明;
(II)线段PA上,存在点E,使BE∥平面PCD.在△PAD中,分别取PA、PD靠近点P的三等分点E、F,连接EF.由平行线分线段成比例定理在三角形中的应用,即可得到EF∥AD,.利用已知条件即可得到
,得到四边形BCFE为平行四边形,再利用线面平行的判定定理即可证明.
【解答】(Ⅰ)证明:∵平面PCD⊥平面ABCD,平面PCD∩平面ABCD=CD,AC⊥CD,AC⊂平面ABCD,
∴AC⊥平面PCD,
∵PD⊂平面PCD,
∴AC⊥PD.
(Ⅱ)线段PA上,存在点E,使BE∥平面PCD.下面给出证明:
∵AD=3,
∴在△PAD中,分别取PA、PD靠近点P的三等分点E、F,连接EF.
∵,∴EF∥AD,
.
又∵BC∥AD,∴BC∥EF,且BC=EF,
∴四边形BCFE是平行四边形,
∴BE∥CF,BE⊄平面PCD,CF⊂平面PCD,
∴BE∥平面PCD.
【点评】熟练掌握面面垂直的性质定理、平行线分线段成比例定理在三角形中的应用、平行四边形的判定和性质定理、线面平行的判定定理是解题的关键.