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如图,已知四边形ABCD是正方形,EA⊥平面ABCD,PD∥EA,AD=PD=2EA=2,F,G,H分别为BP,BE,P

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/11 06:53:01
如图,已知四边形ABCD是正方形,EA⊥平面ABCD,PD∥EA,AD=PD=2EA=2,F,G,H分别为BP,BE,PC的中点.
(Ⅰ)求证:FG∥平面PDE;
(Ⅱ)求证:平面FGH与平面PBC缩成的二面角大小;
(Ⅲ)在线段PC上是否存在一点M,使FM与直线pa所成的角为六十度?若存在,求出线段PM的长;若不存在,请说明理由.
如图,已知四边形ABCD是正方形,EA⊥平面ABCD,PD∥EA,AD=PD=2EA=2,F,G,H分别为BP,BE,P

⑴    ∵FG∥PE﹙中位线﹚    ∴FG∥PDAE

⑵ 取坐标系D﹙000﹚A﹙200﹚C﹙020﹚  P﹙200﹚

 FG∥PE=﹛2,0,-1﹜,FH∥BC=﹛-2,0,0﹚

平面FGH的法向量取 n1=PE×BC=﹛0,-2,0﹜   平面PBC的法向量取 n2=﹛0,1,1﹜

cos<n1,n2>=n1•n2/﹙|n1||n2|﹚=-1/√2    <n1,n2>=135º   

∴平面FGH与平面PBC缩成的二面角=45º

⑶ PA=﹛2,0,-2﹜   可设M﹙0,x,2-x﹜  FM=﹛-1,x-1,1-x﹜   [  注意F﹙1,1,1﹚]

﹤FM,PA﹥=60º←→1/2=FM•PA/﹙|FM||PA|﹚←→x=√﹙10/3﹚   PM=√2x=√﹙20/3﹚