如圖1,在直角梯形ABCP中,AP∥BC,AP⊥AB,AB=BC=0.5AP=2,D是AP的中點(diǎn),E,F(xiàn),G分別為PC、PD、CB的中點(diǎn),將△PCD沿CD折起,使得PD⊥平面ABCD,如圖2.

(Ⅰ)求證:AP∥平面EFG;

(Ⅱ)求二面角G-EF-D的大。

(Ⅲ)求三棱椎D-PAB的體積.

答案:
解析:

  解:(Ⅰ)證明:方法一)連AC,BD交于O點(diǎn),連GO,F(xiàn)O,EO.

  ∵E,F(xiàn)分別為PC,PD的中點(diǎn),,同理,

  四邊形EFOG是平行四邊形,平面EFOG.  3分

  又在三角形PAC中,E,O分別為PC,AC的中點(diǎn),PA∥EO  4分

  平面EFOG,PA平面EFOG,  5分

  PA∥平面EFOG,即PA∥平面EFG  6分

  方法二)連AC,BD交于O點(diǎn),連GO,F(xiàn)O,EO.

  ∵E,F(xiàn)分別為PC,PD的中點(diǎn),,同理

  又,

  平面EFG∥平面PAB,  4分

  又PA平面PAB,平面EFG  6分

  方法三)如圖以D為原點(diǎn),以

  為方向向量建立空間直角坐標(biāo)系

  則有關(guān)點(diǎn)及向量的坐標(biāo)為:

  

    2分

  設(shè)平面EFG的法向量為

  

  取  4分

  ∵,  5分

  又平面EFG.

  AP∥平面EFG.  6分

  (Ⅱ)由已知底面ABCD是正方形

  ,又∵面ABCD

  

  又

  平面PCD,向量是平面PCD的一個(gè)法向量,  8分

  又由(Ⅰ)方法三)知平面EFG的法向量為  9分

    10分

  結(jié)合圖知二面角的平面角為  11分

  (Ⅲ)  13分

    14分


練習(xí)冊系列答案
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如圖1,在直角梯形ABCD中,∠ADC=90°,CD∥AB,AB=4,AD=CD=2,M為線段AB的中點(diǎn).將△ADC沿AC折起,使平面ADC⊥平面ABC,得到幾何體D-ABC,如圖2所示.
(Ⅰ)求證:BC⊥平面ACD;
(Ⅱ)求二面角A-CD-M的余弦值.
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12
AB=2
,點(diǎn)E為AC中點(diǎn),將△ADC沿AC折起,使平面ADC⊥平面ABC,得到幾何體D-ABC,如圖2所示.
(1)求證:DA⊥BC;
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(Ⅱ)求異面直線BD與PF所成角的余弦值;
(Ⅲ)在線段PF上是否存在一點(diǎn)M,使DM與平在ADP所成的角為30°?若存在,確定點(diǎn)M的位置;若不存在,請說明理由.

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