问题 解答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥面ABCD,AD∥BC,CD=13,AB=12,BC=10,AD =12 BC. 点E、F分别是棱PB、边CD的中点.(1)求证:AB⊥面PAD; (2)求证:EF∥面PAD

答案

(1)要证明线面垂直,关键是要通过线线垂直的证明,结合判定定理来得到,关键点 一步是ADAB.

(2)要证明线面平行,关键是要通过线线平行的证明,结合判定定理来得到,通过做适当的辅助线,结合三角形的中位线平移,得到EFDQ.

题目分析:证明:(1)因为PD⊥面ABCD

所以PDAB.                     2分

在平面ABCD中,DDM//AB,则由AB=12得

DM=12.又BC=10,ADBC,则AD=5,从而CM=5.

于是在△CDM中,CD=13,DM=12,CM=5,则

及勾股定理逆定理得DMBC .

DM//ABBC//AD,所以ADAB.

PDADD,所以AB⊥面PAD.                                    6分

(2)[证法一] 取AB的中点N,连结ENFN.

因为点E是棱PB的中点,所以在△ABP中,EN//PA.

PAÌ面PAD,所以EN//面PAD.                                    8分

因为点F分别是边CD的中点,所以在梯形ABCD中,FN//AD.

ADÌ面PAD,所以FN//面PAD.                                    10分

ENFNNPADAA,所以面EFN//面PAD.                     12分

EFÌ面EFN,则EF//面PAD.                                      14分

[证法二] 延长CDBA交于点G.   

连接PGEGEGPA交于点Q.

 

由题设ADBC,且AD BC,所以CDDGBA

AG,即点ABG的中点.

又因为点E为棱PB的中点,所以EA为△BPG的中位线,即EAPG,且EA:PG=1:2,故有EA:PGEQ:QG=1:2.                        10分

F是边CD的中点,并由CDDG,则有FD:DG

=1:2.                                                          12分

在△GFE中,由于EQ:QG=1:2,FD:DG=1:2,所以EFDQ

EFË面PAD,而DQÌ面PAD,所以EF∥面PAD.                    14分

点评:解决该试题的关键是熟练的结合线面平行和垂直的判定定理,找到线线的平行和垂直关系,属于基础题。

判断题
单项选择题