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1、试题题目:如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,四边形ABCD中,AB⊥AD,AB+A..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2016-01-19 07:30:00

试题原文

如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,四边形ABCD中,AB⊥AD,AB+AD=4,CD=,∠CDA=45°,
(Ⅰ)求证:平面PAB⊥平面PAD;
(Ⅱ)设AB=AP,
(ⅰ)若直线PB与平面PCD所成的角为30°,求线段AB的长;
(ⅱ)在线段AD上是否存在一个点G,使得点G到点P,B,C,D的距离都相等?说明理由.

  试题来源:福建省高考真题   试题题型:解答题   试题难度:偏难   适用学段:高中   考察重点:平面与平面垂直的判定与性质



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)证明:因为PA⊥平面ABCD,AB平面ABCD,
所以PA⊥AB,
又AB⊥AD,PA∩AD=A,
所以AB⊥平面PAD,
又AB平面PAB,
所以平面PAB⊥平面PAD。
(Ⅱ)解:以A为坐标原点,建立空间直角坐标系A-xyz(如图),
在平面ABCD内,作CE∥AB交AD于点E,则CE⊥AD,
在Rt△CDE中,DE=CD·cos45°=1,CE=CD·sin45°=1,
设AB=AP=t,则B(t,0,0),P(0,0,t),
由AB+AD=4得AD=4-t,
所以E(0,3-t,0),C(1,3-t,0),D(0,4-t,0),

(i)设平面PCD的法向量为n=(x,y,z),
,得
取x=t,得平面PCD的一个法向量n=(t,t,4-t),

故由直线PB与平面PCD所成的角为30°得
,解得或t=4(舍去,因为
AD=4-t>0),
所以
(ii)假设在线段AD上存在一点G,使得点G到点P,B,C,D的距离都相等.
设G(0,m,0)(其中0≤m≤4-t),

得12+(3-t-m)2=(4-t-m)2,即t=3-m;(1)
得(4-t-m)2=m2+t2, (2)
由(1)、(2)消去t,化简得m2-3m+4=0, (3)
由于方程(3)没有实数根,所以在线段AD上不存在一个点G,
使得点G到点P,C,D的距离都相等.
从而,在线段AD上不存在一个点G,
使得点G到点P,B,C,D的距离都相等.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,四边形ABCD中,AB⊥AD,AB+A..”的主要目的是检查您对于考点“高中平面与平面垂直的判定与性质”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中平面与平面垂直的判定与性质”。


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