(2012?三明模拟)如图,在四棱锥P-ABCD中,PB⊥平面ABCD,AB⊥AD,AB∥CD,且AB=1,AD=CD=2,E在线段PD

2025-05-09 22:27:17
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回答1:

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

1
2
CD
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
2
,1,
t
2
),
AE
=(
1
2
 , 1 , 
t
2
)
,…(2分)
设平面PBC的法向量为
a
=(x,y,z),则
a
?
BC
=0
a
?
BP
=0
,所以
x+2y=0
tz=0
,即
x=?2y
z=0.

取y=-1,得到平面PBC的法向量为
a
=(2,-1,0).
所以
AE
?
a
=0,而AE?平面PBC,则AE∥平面PBC.…(6分)
(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
PD
=(-1,2,-t),
BC
=(1,2,0),
则|
PD
|=
5+t2
,|