解答:(Ⅰ)证法一:在四棱锥P-ABCD中,取PC的中点F,连接EF、FB,
因为E是PD的中点,所以EF
∥
CD1 2
AB,…(2分)
∥
所以四边形AEFB是平行四边形,…(3分)
则AE∥FB,
而AE?平面PBC,FB?平面PBC,…(5分)
∴AE∥平面PBC. …(6分)
证法二:如图,以B为坐标原点,AB所在直线为x轴,垂直于AB的直线为y轴,BP所在直线为z轴,建立空间直角坐标系,
设PB=t,则P(0,0,t),D(-1,2,0),C(1,2,0),A(-1,0,0),
所以E(-
,1,1 2
),t 2
=(AE
, 1 , 1 2
),…(2分)t 2
设平面PBC的法向量为
=(x,y,z),则a
,所以
?a
=0BC
?a
=0BP
,即
x+2y=0 tz=0
x=?2y z=0.
取y=-1,得到平面PBC的法向量为
=(2,-1,0).a
所以
?AE
=0,而AE?平面PBC,则AE∥平面PBC.…(6分)a
(Ⅱ)解:同(Ⅰ)法二建立空间直角坐标系,
设PB=t(t>0),则P(0,0,t),D(-1,2,0),C(1,2,0),
所以
=(-1,2,-t),PD
=(1,2,0),BC
则|
|=PD
,|
5+t2