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(2014•台州一模)如图,四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,其中AB⊥AD,DC⊥AD,AB=AD=2,DC=1.侧面正△PAD所在平面与底面垂直.(1)求证:AC⊥PB.(2)在棱PB上取一点E,使直线PD∥平面ACE.①
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问题描述:

(2014•台州一模)如图,四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,其中AB⊥AD,DC⊥AD,AB=AD=2,DC=1.侧面正△PAD所在平面与底面垂直.

(1)求证:AC⊥PB.

(2)在棱PB上取一点E,使直线PD∥平面ACE.

①求PEEB的值;

②求证:二面角P-AC-D与E-AC-B大小相等.

李春波回答:
  (1)证明:取AD中点O,则PO⊥AD,   由平面PAD⊥平面ABCD,得PO⊥平面ABCD,   连结OB,设OB∩AC=H,   ∵AB=AD=2,DC=1,O是AD中点,AB⊥AD,DC⊥AD,   ∴△BAO≌△ADC,   ∴∠CAD=∠OBA,   ∴∠CAD+∠AOB=∠OBA+∠AOB=90°,   ∴∠AHO=90°,∴CA⊥PO,   ∴CA⊥平面POB,   ∴AC⊥PB.   (Ⅱ)①连结BD交AC于F,连结EF,   则EF是平面PBD与平面ACE的交线,   ∵直线PD∥平面ACE,   ∴PD∥EF,   ∴PEEB=DFFB=DCAB=12
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