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已知四棱锥中P-ABCG中,底面ABCG是矩形,D为AG的中点,BC=2AB=2,又PB⊥平面ABCG,且PB=1,点E

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:2024/07/25 20:45:45
已知四棱锥中P-ABCG中,底面ABCG是矩形,D为AG的中点,BC=2AB=2,又PB⊥平面ABCG,且PB=1,点E在棱PD上,且DE=2PE

(Ⅰ)求异面直线PA与CD所成的角的大小;
(Ⅱ)求证:BE⊥平面PCD.
已知四棱锥中P-ABCG中,底面ABCG是矩形,D为AG的中点,BC=2AB=2,又PB⊥平面ABCG,且PB=1,点E
(Ⅰ)取BC中点F,连接AF,则CF=AD且CF∥AD
∴四边形ADCF是平行四边形⇒AF∥CD
∴∠PAF(或其补角)为异面直线PA、CD所成的角
∵PB⊥平面ABCG,BA、BF是平面ABCG内的直线
∴PB⊥BA,PB⊥BF
∵PB=AB=BF=1,AB⊥BC
∴PA=PF=AF=
2⇒△PAF是等边三角形,∠PAF=60°
∴异面直线PA与CD所成的角为60°
(II)由(I)知,CF=BF=DF
∴∠CDB=90°⇒CD⊥BD
又∵PB⊥平面DBC⇒PB⊥CD
∵PB∩BD=B
∴CD⊥平面BDP⇒CD⊥BE
在Rt△PBD中,PB=1、BD=
2
∴PD=
PB2+BD2=
3
∵DE=2PE,得PE=

3
3

PE
PB=
PB
PD=

3
3⇒△PBE∽△PDB
∴BE⊥PD
∵CD∩PD=D
∴BE⊥平面PCD