,A是P1D的中点,沿AB把平面P1AB折起到平面PAB的位置,使二面角P-CD-B成45°角,设E、F分别是线段AB、PD的中点.(1)求证:AF∥平面PEC;
(2)求平面PEC和平面PAD所成的锐二面角的大小;
(3)求点D到平面PEC的距离.
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(1)证明:取PC中点M,连接FM、EM,∵F、M分别为PD、PC中点,
∴FM=
CD,∵E为AB中点,∴AE=
CD,∴FM=AE,∴FMEA为平行四边形,
∴AF∥EM,
∵AF?平面PEC,EM?平面PEC,
∴AF∥平面PEC.
(2)解:延长DA,CE交于点N,连接PN,
∵AB⊥PA,AB⊥AD,
∴AB⊥平面PAD∵AB∥DC,…6分
∴DC⊥平面PAD,
∴DC⊥PD,DC⊥AD,
∴∠PDA为二面角P-CD-B的平面角
∴∠PDA=45°,
∵PA=AD=3∠PDA=45°,
∵PD=
,∴PA⊥AD,又 PA⊥AB,∴PA⊥平面ABCD,
∵AE∥CD,且E为AB中点,
∴AE=
CD,∴AE为△NDC的中位线,∴AN=AD=PA,∴△PND为直角三角形,
又NE=EC=
,PE=
,∴△PNC为直角三角形,
∴PC⊥PN,PD⊥PN,
∴∠CPD为平面PEC和平面PAD所成二面角的平面角,
又PD=
,CD=
,PD⊥DC,∴tan∠CPD=
=
=
.∴∠CPD=30°,
∴平面PEC和平面PAD所成二面角为30°.
(3)解:连接ED,
∵PA⊥平面ABCD,
∴VP-CED=
S△CED•PA=
×
=
,VP-CED=VD-PCE=
,设点D到平面PCE的距离为d.
S△PCE=
,VP-PCE=
S△DCE•d=
,∴d=
,点D到平面PEC的距离为
.分析:(1)取PC中点M,连接FM、EM,由F、M分别为PD、PC中点,知FM=
CD,由E为AB中点,知AE=
CD,所以FM=AE,FMEA为平行四边形,由此能够证明AF∥平面PEC.(2)延长DA,CE交于点N,连接PN,由AB⊥PA,AB⊥AD,知AB⊥平面PAD,由AB∥DC,知DC⊥平面PAD,所以∠PDA为二面角P-CD-B的平面角.由此入手能够求出平面PEC和平面PAD所成二面角.
(3)连接ED,由PA⊥平面ABCD,知VP-CED=
S△CED•PA=
,VP-CED=VD-PCE=
.由此能求出点D到平面PEC的距离.点评:本题考查证明AF∥平面PEC,求平面PEC和平面PAD所成的锐二面角的大小,求点D到平面PEC的距离.考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.