解答:
證 (1)因為OE∥平面PBC,OE?平面PAC,平面PAC∩平面PBC=PC,
所以O(shè)E∥PC,
所以AO:OC=AE:EP. …(3分)
因為DC∥AB,DC=2AB,
所以AO:OC=AB:DC=1:2.
所以
=
. …(6分)
(2)法一:取PC的中點F,連結(jié)FB,F(xiàn)D.
因為△PAD是正三角形,DA=DC,所以DP=DC.
因為F為PC的中點,所以DF⊥PC.…(8分)
因為AB⊥平面PAD,所以AB⊥PA,AB⊥AD,AB⊥PD.
因為DC∥AB,所以DC⊥DP,DC⊥DA.
設(shè)AB=a,在等腰直角三角形PCD中,DF=PF=
a.
在Rt△PAB中,PB=
a.
在直角梯形ABCD中,BD=BC=
a.
因為BC=PB=
a,點F為PC的中點,所以PC⊥FB.
在Rt△PFB中,F(xiàn)B=
a.
在△FDB中,由DF=
a,F(xiàn)B=
a,BD=
a,可知DF
2+FB
2=BD
2,所以FB⊥DF.
…(12分)
由DF⊥PC,DF⊥FB,PC∩FB=F,PC、FB?平面PBC,所以DF⊥平面PBC.
又DF?平面PCD,所以平面PBC⊥平面PDC. …(14分)
法二:取PD,PC的中點,分別為M,F(xiàn),連結(jié)AM,F(xiàn)B,MF,
所以MF∥DC,MF=
DC.
因為DC∥AB,AB=
DC,所以MF∥AB,MF=AB,
即四邊形ABFM為平行四邊形,所以AM∥BF. …(8分)
在正三角形PAD中,M為PD中點,所以AM⊥PD.
因為AB⊥平面PAD,所以AB⊥AM.
又因為DC∥AB,所以DC⊥AM.
因為BF∥AM,所以BF⊥PD,BF⊥CD.
又因為PD∩DC=D,PD、DC?平面PCD,所以BF⊥平面PCD.…(12分)
因為BF?平面PBC,所以平面PBC?平面PDC.…(14分)