18.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD 为矩形,平面PAD⊥平面 ABCD,PA⊥PD,$PA=PD$,E,F 分别为 AD,PB 的中点
(Ⅰ)求证:PE⊥BC;
(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面PCD;
(Ⅲ)求证:EF∥平面 PCD

见解析
2018_北京卷
18.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD 为矩形,平面PAD⊥平面 ABCD,PA⊥PD,$PA=PD$,E,F 分别为 AD,PB 的中点
(Ⅰ)求证:PE⊥BC;
(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面PCD;
(Ⅲ)求证:EF∥平面 PCD

见解析
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【考点】LS:直线与平面平行;LW:直线与平面垂直;LY:平面与平面垂 直
【专题】35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离
【分析】(Ⅰ)由等腰三角形的三线合一性质和矩形的对边平行性质,即可得证;
(Ⅱ)作出平面 PAB 和平面 PCD 的交线,注意运用公理 4,再由面面垂直的性质和两个平面所成角的定义,即可得证;
(Ⅲ)取PC 的中点H,连接DH,FH,运用中位线定理和平行四边形的判断和性质,结合线面平行的判定定理,即可得证
【解答】证明:(Ⅰ)PA=PD,E为AD的中点,
可得 PE⊥AD,
底面 ABCD 为矩形,可得 BC∥AD,
则 PE⊥BC;
(Ⅱ)由于平面 PAB和平面PCD有一个公共点P,
且 AB∥CD,
在平面 PAB 内过 P 作直线 PG∥AB,
可得 PG∥CD,
即有平面 PAB∩平面 PCD=PG,
由平面 PAD⊥平面 ABCD,又 AB⊥AD,
可得 AB⊥平面 PAD,即有 AB⊥PA,
PA⊥PG;
同理可得CD⊥PD,即有 $\mathrm { P D \bot P G }$
可得 ${ \bf \cdot } \angle \mathrm { A P D }$ 为平面PAB和平面PCD的平面角,
由 $\mathrm { P A } \bot \mathrm { P D }$
可得平面 PAB⊥平面 PCD;
(Ⅲ)取PC 的中点H,连接DH,FH,
在三角形PCD中,FH 为中位线,可得FH∥BC,
$$ \mathrm { F H { = } } { \frac { 1 } { 2 } } \mathrm { B C } , $$
由 DE∥BC, $\scriptstyle \mathrm { { D E = } } { \frac { 1 } { 2 } } \mathrm { { B C } }$
可得 DE=FH,DE∥FH,
四边形EFHD为平行四边形,
可得 EF∥DH,
EF⊄平面 PCD,DH⊂平面 PCD,
即有 EF∥平面 PCD

【点评】本题考查线面和面面的位置关系,考查线面平行、垂直的判定和性质,以及面面垂直的判断和性质,注意运用转化思想,考查推理能力和空间想象能力,属于中档题