
(Ⅰ)证明:PA⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求以AC为棱,EAC与DAC为面的二面角θ的大小;
(Ⅲ)在棱PC上是否存在一点F,使BF∥平面AEC?证明你的结论.
(Ⅰ)证明:PA⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求以AC为棱,EAC与DAC为面的二面角θ的大小;
(Ⅲ)在棱PC上是否存在一点F,使BF∥平面AEC?证明你的结论.
19.(Ⅰ)证明:因为底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,所以AB=AD =AC=a.
在△PAB中,由PA2+AB2=2a2=PB2,知PA⊥AB.
同理,PA⊥AD.所以PA⊥平面ABCD.
(Ⅱ)解:作EG∥PA交AD于G,
由PA⊥平面ABCD,知EG⊥平面ABCD.
作GH⊥AC于H,连结EH,则EH⊥AC.
∠EHG为二面角θ的平面角.
又PE∶ED=2∶1,
所以EG=
从而tanθ=
(Ⅲ)解法一:以A为坐标原点,直线AD、AP分别为y轴、z轴,过A点垂直平面PAD的直线为x轴,建立空间直角坐标系如图.由题设条件,相关各点的坐标分别为
A(0,0,0),B(
所以
设点F是棱PC上的点,
=(
令
解得λ=
即λ=
亦即,F是PC的中点时,
又BF
解法二:当F是棱PC的中点时,BF∥平面AEC.证明如下.
证法一:取PE的中点M,连结FM,则FM∥CE. ①
由EM=
连结BM、BD,设BD∩AC=O,则O为BD的中点.
所以BM∥OE. ②
由①、②知,平面BFM∥平面AEC.
又BF
证法二
因为
=
=
=
所以
又BF