已知PA⊥平面ABCD,四边形ABCD为矩形,PA=AD,M、N分别是AB、PC的中点,求证:

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  • 解题思路:(1)欲证MN∥平面PAD,根据直线与平面平行的判定定理可知只需证MN与平面PAD内一直线平行即可,设PD的中点为Q,连接AQ、NQ,易证AMNQ是平行四边形,则MN∥AQ,而AQ⊂平面PAD,NM⊄平面PAD,满足定理所需条件;

    (2)欲证平面PMC⊥平面PCD,根据面面垂直的判定定理可知在平面PMC内一直线与平面PCD垂直,而AQ⊥PD,CD⊥AQ,PD∩CD=D,根据线面垂直的判定定理可知AQ⊥平面PCD,而MN∥AQ,则MN⊥平面PCD,又MN⊂平面PMC,满足定理所需条件.

    证明:(1)设PD的中点为Q,连接AQ、NQ,

    由N为PC的中点知QN∥DC且QN=[1/2]DC,

    又ABCD是矩形,∴DC∥AB,DC=[1/2]AB,

    又M是AB的中点,∴QN∥AM,QN=AM,

    ∴AMNQ是平行四边形,

    ∴MN∥AQ,而AQ⊂平面PAD,NM⊄平面PAD,

    ∴MN∥平面PAD;

    (2)∵PA=AD,∴AE⊥PD,

    又∵PA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,

    ∴CD⊥PA,而CD⊥AD,∴CD⊥平面PAD,

    ∴CD⊥AQ,∵PD∩CD=D,∴AQ⊥平面PCD,

    ∵MN∥AQ,∴MN⊥平面PCD,

    又MN⊂平面PMC,

    ∴平面PMC⊥平面PCD.

    点评:

    本题考点: 平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.

    考点点评: 本题主要考查平面与平面垂直的判定,以及线面平行的判定,同时考查了空间想象能力和推理能力,以及转化与划归的思想,属于中档题.