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如图所示,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别为PC、PD、B

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/25 12:37:01
如图所示,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别为PC、PD、BC的中点.

(Ⅰ)求证:PA⊥EF;
(Ⅱ)求证:FG∥平面PAB.
如图所示,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分别为PC、PD、B
证明:(Ⅰ)∵PD⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,
∴CD⊥PD.
又ABCD为正方形,
∴CD⊥AD.
∵PD∩AD=D,
∴CD⊥平面PAD.-----------(3分)
∵PA⊂平面PAD,
∴CD⊥PA.
∵EF∥CD,
∴PA⊥EF.----------(6分)
(Ⅱ)取PA的中点H,连接FH,HB,
∵F,H,G分别是PD,PA,BC的中点,且ABCD为正方形,
∴FH∥AD,BG∥AD,
且FH=
1
2AD,BG=
1
2AD
∴FH∥BG,且FH=BG.
∴四边形FHBG是平行四边形.
∴FG∥HB.----------(10分)
又∵FG在平面PAB外,HB⊂平面PAB.
∴FG∥平面PAB.----------(12分)
(法二)∵F,H,G分别是PD,PA,BC的中点,且ABCD为正方形,
∴EF∥AB,EG∥PB,
由线面平行的判定定理可知,EF∥平面PAB,EG∥平面PAB
∵EF∩EG=E
∴根据平面与平面平行的判定定理可得,平面EFG∥平面PAB
∵FG⊆平面EFG
∴FG∥平面PAB.