(08年黃岡市模擬理) (12分)在五棱錐P―ABCDE中,PA=AB=AE=2a, PB=PE=2a, BC=DE=a, ∠EAB=∠ABC=∠DEA=90°.

(1)求證:PA平面ABCDE;

(2)求二面角A―PD―C的大小;

(3)在線段BC上是否存在一點Q,使Q到平面PDE的距離為.

 

解析:(1)由PA⊥AE,PA⊥AB得PA⊥平面ABCD    ……4分

(2)過C作CM⊥AD,MN⊥PD于N,連CN,則∠CNM為二面角A―PD―C的一個平面角,……5分

CD=,

,所求二面角的大小為……8分

(3)假設(shè)存在Q點,過Q作QF∥AB交AE于F,由ED∥AB得QF∥平面PDE,

由DE⊥平面PAE,所以平面PAE⊥平面PED,作FH⊥PE交PE于H,則FH⊥平

面PED,在Rt△EFH中,F(xiàn)H=,∠FEH=45°,所以FE=,所以Q是

BC中點…………12分

解法二(2)建立如圖坐標系,設(shè)A(0,0,0),P(0,0,2a),D(a,2a,0),C(2a,a,0),

E(0,2a,0),設(shè)平面PAD的法向量為,

所以

同理平面PDC的法向量,

故所求二面角的大小為

(3),,可求得平面PDE的法向量

設(shè)Q(2a,x,0)點Q到平面PED距離為d,

,由0<x<a得

即Q為BC中點

 

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