如图,在四面体P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=3,AC=4,BC=5,且D,E,F分别为BC,PC,AB的中点.(1)求证:AC⊥PB;(2)在棱PA上是否存在一点G,使得FG∥平面ADE?证明你的结论.

问题描述:

如图,在四面体P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=3,AC=4,BC=5,且D,E,F分别为BC,PC,AB的中点.

(1)求证:AC⊥PB;
(2)在棱PA上是否存在一点G,使得FG∥平面ADE?证明你的结论.

(1)证明:在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,
∴AB2+AC2=BC2
∴AC⊥AB,
又PA⊥平面ABC,AC⊂平面ABC,
∴PA⊥AC.又PA∩AB=A,
∴AC⊥平面PAB.
而PB⊂平面PAB,∴AC⊥PB.
(2)取PA中点G时,FG∥平面ADE.
证明如下:
∵D、E分别是棱BC、PC的中点,
∴DE∥PB. 又PB⊄平面ADE,DE⊂平面ADE
∴PB∥平面ADE,
在棱PA上取中点G,连结FG,
∵F是AB中点,
∴FG∥PB,又FG⊄平面ADE,
∴FG∥平面ADE.
答案解析:(1)由勾股定理得AC⊥AB,由线面垂直得PA⊥AC.从而AC⊥平面PAB.由此能证明AC⊥PB.
(2)取PA中点G时,FG∥平面ADE.由D、E分别是棱BC、PC的中点,得DE∥PB从而PB∥平面ADE,由FG∥PB,又FG⊄平面ADE,能证明FG∥平面ADE.
考试点:直线与平面平行的判定;空间中直线与直线之间的位置关系.
知识点:本题考查异面直线垂直的证明,考查使直线与平面平行的点的位置的确定,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.