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如图.四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的正方形.PA⊥底面ABCD.E为AB的中点.且PA=AB.(1)求证:平面PCE⊥平面PCD,(2)求点D到平面PCE的距离.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:43:16分类:高中数学题库

如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的正方形,PA⊥底面ABCD,E为AB的中点,且PA=AB.
(1)求证:平面PCE⊥平面PCD;
(2)求点D到平面PCE的距离.在线课程(1)证明:取PD的中点F,则AF⊥PD.
∵CD⊥平面PAD,∴AF⊥CD.
∴AF⊥平面PCD.
取PC的中点G,连接EG、FG,可证AFGE为平行四边形.
∴AF∥EG.∴EG⊥平面PCD.
∵EG在平面PCE内,
∴平面PCE⊥平面PCD.
(2)解:在平面PCD内,过点D作DH⊥PC于点H.
∵平面PCE⊥平面PCD,∴DH⊥平面PCE,即DH为点D到平面PCE的距离.
在Rt△PAD中,PA=AD=a,PD=a.
在Rt△PCD中,PD=a,CD=a,PC=a,
∴DH==a.
分析:(1)欲证平面PCE⊥平面PCD,根据面面垂直的判定定理可知在平面PCE内一直线与平面PCD垂直,取PD的中点F,取PC的中点G,连接EG、FG,EG⊥平面PCD,EG在平面PCE内,满足定理所需条件;
(2)在平面PCD内,过点D作DH⊥PC于点H,则DH为点D到平面PCE的距离,在Rt△PAD中,求出PD,在Rt△PCD中,求出CD和PC,从而求出DH.
点评:本题主要考查了平面与平面垂直的判定,以及点到面的距离的计算,考查空间想象能力、运算求解能力、推理论证能力,化归与转化思想,属于中档题.