如图,四棱锥P-ABCD的底面为矩形,侧面PAD是正三角形,且侧面PAD⊥底面ABCD(I)求证:平面PAD⊥平面PCD

2025-05-17 12:27:33
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回答1:

(I) 证:∵ABCD的底面是矩形,
∴CD⊥AD,
∵侧面PAD⊥底面ABCD,
∴CD⊥平面PAD,
∵CD?平面PCD,
∴平面PAD⊥平面PCD.
(II)解:设 E 为PD中点,连 AE(5分)
由△PAD为正三角形得 AE⊥PD(6分)
又平面PAD⊥平面 PCD
∴AE⊥平面PCD(7分)
由几何意义知,PD中点 E,
即为平面PCD上使|

AE
|最小的唯一点.(8分)
(III)解:过E作EG⊥PC,垂足为G,连AG,(9分)
由 (II) 知AE⊥平面PCD,
∴AG⊥PC(10分)
∴∠AGE是二面角A-PC-D的平面角.(11分)
设底面正方形边长为2a,
∴AD=2a,ED=a,
∴AE=
3
a
由 
EG
2a
=
a
2
2
a

∴EG=
a
2
(12分)
tan∠AGE=
AE
EG
=
3
a
a
2
=