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已知等腰梯形PDCB中(如图1),PB=3,DC=1,PD=BC=,A为PB边上...

已知等腰梯形PDCB中(如图1),PB=3,DC=1,PD=BC=manfen5.com 满分网,A为PB边上一点,且PA=1,将△PAD沿AD折起,使面PAD⊥面ABCD(如图2).
(1)证明:平面PAD⊥平面PCD;
(2)试在棱PB上确定一点M,使截面AMC把几何体分成的两部分VPDCMA:VMABC=2:1.
(3)在M满足(Ⅱ)的情况下,判断直线AM是否平行面PCD.

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(I)依题意知:CD⊥AD,即可根据面面垂直的性质定理可得:所以DC⊥平面PAD,再根据面面垂直的判定定理可得:平面PAD⊥平面PCD. (II)根据(I)同理可得:PA⊥平面ABCD,可得平面PAB⊥平面ABCD.在AB上取一点N,MN⊥平面ABCD,设MN=h,再分别计算出VPDCMA与VMABC的数值,并且结合题意可得,所以M为PB的中点. (III)根据题意作AQ⊥PD,所以是平面PCD的法向量.分别计算出,因为,所以. 证明:(I)依题意知:CD⊥AD,并且CD⊂平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,面PAD⊥面ABCD, 所以DC⊥平面PAD, 又因为DC⊂平面PCD, 所以平面PAD⊥平面PCD. (II)根据(I)同理可得:PA⊥平面ABCD,因为PA⊂平面PAB, ∴平面PAB⊥平面ABCD. 在AB上取一点N,使得MN⊥AB,则MN⊥平面ABCD, 设MN=h 则=, =, 所以要使VPDCMA:VMABC=2:1,即, 解得, 所以M为PB的中点. (III)以A为原点,AD、AB、AP所在直线为x,y,z轴, 建立如图所示的空间直角坐标系 则A(0,0,0),B(0,2,0),C(1,1,0),D(1,0,0), P(0,0,1),M(0,1,) 由(I)知平面PAD⊥平面PCD,作AQ⊥PD, 则AQ⊥平面PCD,则是平面PCD的法向量. 又因为△PAD为等腰直角三角形,所以Q为PD的中点,即Q(), 所以, 因为, 所以, 所以AM与平面PCD不平行.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
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