如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD为正方形,PA=AB=4,G为PD中点,E点在AB上,平

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  • 解题思路:(Ⅰ)欲证AG⊥平面PCD,根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证AG与平面PCD内两相交直线垂直,根据CD⊥AD,CD⊥PA,可证得CD⊥平面PAD,从而CD⊥AG,又PD⊥AG满足线面垂直的判定定理条件;

    (Ⅱ)欲证AG∥平面PEC,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证AG与平面PEC内一直线平行,作EF⊥PC于F,根据面面垂直的性质可知EF⊥平面PCD,而AG⊥平面PCD,则EF∥AG,又AG⊄面PEC,EF⊂面PEC,满足定理所需条件;

    (Ⅲ)可以连接CG,构造直角三角形ACG,可知∠ACG即为直线AC与平面PCD所成角,解直角三角形,求出∠ACG的大小;

    证明:(Ⅰ)∵CD⊥AD,CD⊥PA

    ∴CD⊥平面PAD,

    ∴CD⊥AG,

    又PD⊥AG

    ∴AG⊥平面PCD …(4分)

    (Ⅱ)证明:作EF⊥PC于F,因面PEC⊥面PCD

    ∴EF⊥平面PCD,又由(Ⅰ)知AG⊥平面PCD

    ∴EF∥AG,又AG⊄面PEC,EF⊂面PEC,

    ∴AG∥平面PEC…(4分)

    (Ⅲ)连接CG,∴

    AG⊥CG,则∠ACG为所求的角.

    在Rt三角形ACG中,∠AGC=90°

    可得

    AG=

    1

    2AC,∠ACG=30°…2分.

    点评:

    本题考点: 直线与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定;用空间向量求直线与平面的夹角.

    考点点评: 本题主要考查了线面垂直的判定,以及线面平行的判定和点到平面的距离的度量,同时考查了空间想象能力、运算求解能力、推理论证的能力,属于中档题;