如圖(1)所示,在直角梯形ABCP中,BC∥AP,AB⊥BC,CD⊥AP,AD=DC=PD=2,E、F、G分別為線段PC、PD、BC的中點(diǎn),現(xiàn)將△PDC折起,使平面PDC⊥平面ABCD(圖(2)).
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b58f8c5494eef01f6e0f1347e3fe9925bc317d1c.jpg)
(1)若點(diǎn)Q是線段PB的中點(diǎn),求證:PC⊥平面ADQ;
(2)求二面角G-EF-D的余弦值.
(3)若K為△PAD的重心,H在線段EG上,KH∥平面PDC,求出H到面PAC的距離.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d439b6003af33a87f4bc0898c55c10385243b55a.jpg)
(1)證明:連接DE,EQ,
∵E、Q分別是PC、PB的中點(diǎn),∴EQ∥BC∥AD.
∵平面PDC⊥平面ABCD,PD⊥DC,∴PD⊥平面ABCD.
∴PD⊥AD,又AD⊥DC,∴AD⊥平面PDC,∴AD⊥PC.
在△PDC中,PD=CD,E是PC的中點(diǎn),
∴DE⊥PC,∴PC⊥平面ADEQ,即PC⊥平面ADQ
(2)由條件知,CD⊥AD,CD⊥PD,AD∩PD=D,所以,CD⊥平面PAD,
又EF為三角形PCD的中位線,所以EF∥CD,所以EF⊥平面PAD,
即DP⊥EF,MF⊥EF,
所以∠MFD為二面角G-EF-D的平面角,
在Rt△FDM中,DM=DF=1,所以∠MFD=45°,
所以二面角G-EF-D的余弦值為
(3)連接AF,則K在AF上,連接BE,作
=,則
==,連接KJ,作
==,平面MNJK與線段EG交于H,連接KH,則KH∥平面PDC,
∴
==![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/37d12f2eb9389b500b2ee8d08635e5dde6116e5a.jpg)
∴H到面PAC的距離為G到面PAC的距離的
.
∵G為BC的中點(diǎn),點(diǎn)G到面PAC的距離又是B到面PAC的距離的
,
∴H到面PAC的距離為B到面PAC的距離的
設(shè)B到面PAC的距離為h,則由等體積V
B-PAC=V
P-ABC,可得h=
∴H到面PAC的距離為