在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,BC=2AD=4,AB=CD=10.(Ⅰ)证明:BD⊥平面PAC;(Ⅱ)若二面

2025-05-19 23:29:46
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回答1:

(Ⅰ)证明:设O为AC与BD的交点,作DE⊥BC于点E.
由四边形ABCD是等腰梯形得CE=

BC?AD
2
=1,DE=
DC2?CE2
=3,
所以BE=DE,从而得∠DBC=∠BCA=45°,
所以∠BOC=90°,即AC⊥BD.
由PA⊥平面ABCD得PA⊥BD,
因为AC∩PA=A,
所以BD⊥平面PAC.                 …(7分)
(Ⅱ)解:方法一:作OH⊥PC于点H,连接DH.
由(Ⅰ)知DO⊥平面PAC,故DO⊥PC.
所以PC⊥平面DOH,从而得PC⊥OH,PC⊥DH.
故∠DHO是二面角A-PC-D的平面角,
所以∠DHO=60°.
在Rt△DOH中,由DO=
2
,得OH=
6
3

在Rt△PAC中,
PA
PC
=
OH
OC

设PA=x,可得
x
x2+18
=
3
6

解得x=
3