Question

【題目】如圖，四棱錐P－ABCD中，底面ABCD是矩形，PA⊥底面ABCD，PA＝AB＝1，AD＝，點F是PB的中點，點E在邊BC上移動．

(1)點E為BC的中點時，試判斷EF與平面PAC的位置關系，并說明理由；

(2)求證：無論點E在BC邊的何處，都有；

(3)當為何值時,與平面所成角的大小為45°.

Answer 1

【答案】(1)EF//面PAC (2)見解析(3)

【解析】

試題⑴當E是BC中點時，因F是PB的中點，所以EF為的中位線，

故EF//PC，又因面PAC，面PAC，所以EF//面PAC

⑵證明：因PA⊥底面ABCD，所以DA⊥PA，又DA⊥AB，所以DA⊥面PAB，

又DA//CB，所以CB⊥面PAB，而面PAB，所以，

又在等腰三角形PAB中，中線AF⊥PB，PBCB=B，所以AF⊥面PBC.

而PE面PBC，所以無論點E在BC上何處，都有

⑶以A為原點，分別以AD、AB、AP為x、y、z軸建立坐標系，設，

則，，，設面PDE的法向量為，

由，得，取，又，

則由，得，解得.

故當時，PA與面PDE成角