如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是平行四边形,且AC⊥CD,PA=AD,M,Q分别是PD

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  • 解题思路:(1)取PA的中点E,连结EM、BE,根据三角形的中位线定理证出ME∥AD且ME=

    AD,平行四边形中Q是BC的中点,可得BQ∥AD且BQ=

    AD,因此四边形MQBE是平行四边形,可得MQ∥BE,再结合线面平行的判定定理可得MQ∥平面PAB;

    (2)由PA⊥平面ABCD,可得PA⊥CD,结合AC⊥CD可得CD⊥平面PAC,从而有AN⊥CD.又因为AN⊥PC,结合PC、CD是平面PCD内的相交直线,可得AN⊥平面PCD,从而得到AN⊥PD.等腰△PAD中利用“三线合一”,证出AM⊥PD,结合AM、AN是平面AMN内的相交直线,得到PD⊥平面AMN,从而得到MN⊥PD.

    (1)取PA的中点E,连结EM、BE,

    ∵M是PD的中点,∴ME∥AD且ME=

    AD,

    又∵Q是BC中点,∴BQ=

    BC,

    ∵四边形ABCD是平行四边形,

    ∴BC∥AD且BC=AD,可得BQ∥ME且BQ=ME,

    ∴四边形MQBE是平行四边形,可得MQ∥BE, (4分)

    ∵BE⊂平面PAB,MQ⊄平面PAB,

    ∴MQ∥平面PAB; (6分)

    (2)∵PA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴PA⊥CD,

    又∵AC⊥CD,PA、AC是平面PAC内的相交直线,

    ∴CD⊥平面PAC,结合AN⊂平面PAC,得AN⊥CD.   (9分)

    又∵AN⊥PC,PC、CD是平面PCD内的相交直线,

    ∴AN⊥平面PCD,结合PD⊂平面PCD,可得AN⊥PD, (12分)

    ∵PA=AD,M是PD的中点,∴AM⊥PD, (13分)

    又∵AM、AN是平面AMN内的相交直线,∴PD⊥平面AMN,

    ∵MN⊂平面AMN,∴MN⊥PD. (14分)

    证明见解析.

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