(14 分)如图,在四棱锥 P﹣ABCD 中,PC⊥平面…——2016 高考数学第 18 题答案解析

2016_北京 Paper

2016 Beijing Question 18 Free-response Differentiating
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18.(14 分)如图,在四棱锥 P﹣ABCD 中,PC⊥平面 ABCD,AB∥DC,DC⊥AC

(1)求证:DC⊥平面PAC;(2)求证:平面PAB⊥平面PAC;

(3)设点E为AB的中点,在棱PB上是否存在点F,使得PA∥平面CEF?说明理由.

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(1)因为 $PC \perp$ 平面 $ABCD$,且 $DC \subset$ 平面 $ABCD$,所以 $PC \perp DC$。
又因为 $DC \perp AC$,且 $PC \cap AC = C$,$PC, AC \subset$ 平面 $PAC$,
根据线面垂直的判定定理,可得 $DC \perp$ 平面 $PAC$。

(2)因为 $AB \parallel DC$,且由(1)知 $DC \perp AC$,所以 $AB \perp AC$。
又因为 $PC \perp$ 平面 $ABCD$,且 $AB \subset$ 平面 $ABCD$,所以 $PC \perp AB$。
因为 $AC \cap PC = C$,且 $AC, PC \subset$ 平面 $PAC$,
所以 $AB \perp$ 平面 $PAC$。
又因为 $AB \subset$ 平面 $PAB$,
根据面面垂直的判定定理,可得平面 $PAB \perp$ 平面 $PAC$。

(3)在棱 $PB$ 上存在中点 $F$,使得 $PA \parallel$ 平面 $CEF$。理由如下:
取 $PB$ 的中点 $F$,连接 $EF$。
在 $\triangle PAB$ 中,因为 $E$ 为 $AB$ 的中点,$F$ 为 $PB$ 的中点,
所以 $EF$ 为 $\triangle PAB$ 的中位线,故 $EF \parallel PA$。
又因为 $PA \not\subset$ 平面 $CEF$,$EF \subset$ 平面 $CEF$,
根据线面平行的判定定理,可得 $PA \parallel$ 平面 $CEF$。

✅ 来源:2016年 · 北京 · 2016_北京卷 · 第 18 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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