如图,四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,AB∥CD,AB⊥AD,△PAB和△PAD是两个边长为2的正三角形,DC=4,O为

2025-04-30 22:50:57
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回答1:

(Ⅰ)证明:设F为DC的中点,连接BF,则DF=AB
∵AB⊥AD,AB=AD,AB∥DC,
∴四边形ABFD为正方形,
∵O为BD的中点,
∴O为AF,BD的交点,
∵PD=PB=2,
∴PO⊥BD,(2分)
BD=

AD2+AB2
=2
2

PO=
PB2?BO2
=
2
AO=
1
2
BD=
2

在三角形PAO中,PO2+AO2=PA2=4,∴PO⊥AO,((3分)
∵AO∩BD=O,∴PO⊥平面ABCD  ( 4分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知PO⊥平面ABCD,又AB⊥AD,所以过O分别做AD,AB的平行线,以它们做x,y轴,以OP为z轴建立如图所示的空间直角坐标系,

由已知得:A(-1,-1,0),B(-1,1,0),D(1,-1,0)F(1,1,0),C(1,3,0),P(0,0,
2
)
E(?
1
2
,?
1
2