1、2014-2015学年安徽省合肥168中高二(上)期中数学试卷(理科)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确答案的序号填在答题卷的表格里)1下列命题正确的是() A 若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行 B 若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行 C 若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行 D 若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行2设,是两个不同的平面,l是一条直线,以下命题正确的是() A 若l,则l B 若l,则l C 若l,则l D 若l,则l3
2、已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y轴上的截距为,则m,n的值分别为() A 4和3 B 4和3 C 4和3 D 4和34某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的表面积是() A 28+6 B 30+6 C 56+12 D 60+125经过点P(1,4)的直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为() A x+2y6=0 B 2x+y6=0 C x2y+7=0 D x2y7=06正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为6,底面边长为4,则该球的表面积为() A B C D 167已知0x1,0y1,则的最小值为() A B C 2 D 88如图,在
3、三棱柱ABCABC中,若E、F分别为AB、AC的中点,平面EBCF将三棱柱分成体积为V1、V2的两部分,那么V1:V2为() A 3:2 B 7:5 C 8:5 D 9:59设mR,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的直线mxym+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的取值范围是() A ,2 B ,2 C ,4 D 2,410设两条直线的方程分别为x+y+a=0,x+y+b=0,已知a,b是方程x2+x+c=0的两个实根,且0c,则这两条直线之间的距离的最大值和最小值分别是() A B C D 二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分请将正确答案填在答题卷的相应位置)1
4、1直线l:ax+(a+1)y+2=0的倾斜角大于45,则a的取值范围是12用斜二测画法画出的某平面图形的直观图如图,边AB平行于y轴,BC,AD平行于x轴已知四边形ABCD的面积为2cm2,则原平面图形的面积为13已知正四面体的俯视图如图所示,其中四边形ABCD是边长为2cm的正方形,则这个正四面体的主视图的面积为cm214如图,在三棱锥DABC中,已知BCAD,BC=2,AD=6,AB+BD=AC+CD=10,则三棱锥DABC的体积的最大值是15在平面直角坐标系中,如果x与y都是整数,就称点(x,y)为整点,下列命题中正确的是(写出所有正确命题的编号)存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过
5、任何整点;如果k与b都是无理数,则直线y=kx+b不经过任何整点;直线l经过无穷多个整点,当且仅当l经过两个不同的整点;如果k与b都是有理数,则直线y=kx+b经过无穷多个整点;存在恰经过一个整点的直线三、解答题(共6小题,满分75分)16已知E、F、G、H为空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA上的点,且EHFG求证:EHBD17如图,在ABC中,BC边上的高所在的直线方程为x2y+1=0,A的平分线所在的直线方程为y=0,若点B的坐标为(1,2),求点A和点C的坐标18如图,在锥体PABCD中,ABCD是边长为1的菱形,且DAB=60,PA=PD=,PB=2,E,F分别是BC,PC的
6、中点(1)证明:AD平面DEF(2)求二面角PADB的余弦值19已知直线l:y=3x+3(1)求点P(5,3)关于直线l的对称点P的坐标;(2)求直线l1:xy2=0关于直线l的对称直线l2的方程;(3)已知点M(2,6),试在直线l上求一点N使得|NP|+|NM|的值最小20如图,在四面体PABC中,PCAB,PABC,点D,E,F,G分别是棱AP,AC,BC,PB的中点()求证:DE平面BCP;()求证:四边形DEFG为矩形;()是否存在点Q,到四面体PABC六条棱的中点的距离相等?说明理由21如图,在四棱锥PABCD中,PA底面ABCD,ABAD,ACCD,ABC=60,PA=AB=BC
7、,E是PC的中点(1)证明CDAE;(2)证明PD平面ABE;(3)求二面角APDC的正切值2014-2015学年安徽省合肥168中高二(上)期中数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确答案的序号填在答题卷的表格里)1下列命题正确的是() A 若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行 B 若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行 C 若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行 D 若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行考点: 空间中
8、直线与平面之间的位置关系;空间中直线与直线之间的位置关系专题: 综合题;空间位置关系与距离分析: A,B,C列举所有情况,D考虑线面平行的性质定理及平行公理即可解答: 解:对于A,两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行、相交、异面都有可能,故不正确;对于B,一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行或相交,故不正确;对于C,两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行或相交,故不正确;对于D,由a得,经过a的平面与相交于直线c,则ac,同理,设经过a的平面与相交于直线d,则ad,由平行公理得:cd,则c,又c,=b,所以cb,又ac,所以ab故选:D点评: 本题主要
9、考查了空间线面位置关系,要求熟练掌握相应的定义和定理,注意定理成立的条件2设,是两个不同的平面,l是一条直线,以下命题正确的是() A 若l,则l B 若l,则l C 若l,则l D 若l,则l考点: 空间中直线与平面之间的位置关系专题: 空间位置关系与距离分析: 本题考查的知识点是直线与平面之间的位置关系,逐一分析四个答案中的结论,发现A,B,D中由条件均可能得到l,即A,B,D三个答案均错误,只有C满足平面平行的性质,分析后不难得出答案解答: 解:若l,则l或l,故A错误;若l,则l或l,故B错误;若l,由平面平行的性质,我们可得l,故C正确;若l,则l或l,故D错误;故选C点评: 判断或
10、证明线面平行的常用方法有:利用线面平行的定义(无公共点);利用线面平行的判定定理(a,b,aba);利用面面平行的性质定理(,aa);利用面面平行的性质(,a,a,aa)线线垂直可由线面垂直的性质推得,直线和平面垂直,这条直线就垂直于平面内所有直线,这是寻找线线垂直的重要依据垂直问题的证明,其一般规律是“由已知想性质,由求证想判定”,也就是说,根据已知条件去思考有关的性质定理;根据要求证的结论去思考有关的判定定理,往往需要将分析与综合的思路结合起来3已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y轴上的截距为,则m,n的值分别为() A 4和3 B 4和3 C 4和3 D 4和3
11、考点: 两条直线平行的判定;直线的截距式方程专题: 待定系数法分析: 由直线在y轴上的截距为,可得 =,解出 n,再由直线平行可得=,求出 m解答: 解:由题意得=,n=3,直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,=,m=4故选 C点评: 本题考查直线在y轴上的截距的定义,两直线平行的性质4某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的表面积是() A 28+6 B 30+6 C 56+12 D 60+12考点: 由三视图求面积、体积专题: 立体几何分析: 通过三视图复原的几何体的形状,利用三视图的数据求出几何体的表面积即可解答: 解:三视图复原的几何体是底面为直角边长为4和5的三角形,一个
12、侧面垂直底面的等腰三角形,高为4,底边长为5,如图,所以S底=10,S后=,S右=10,S左=6几何体的表面积为:S=S底+S后+S右+S左=30+6故选:B点评: 本题考查三视图与几何体的关系,注意表面积的求法,考查空间想象能力计算能力5经过点P(1,4)的直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为() A x+2y6=0 B 2x+y6=0 C x2y+7=0 D x2y7=0考点: 直线的斜截式方程专题: 计算题分析: 设出直线方程的截距式,把经过的点P(1,4)的坐标代入得a与b的等式关系,把截距的和a+b变形后使用基本不等式求出它的最小值解答: 解:设直线的方程为
13、+=1(a0,b0),则有+=1,a+b=(a+b)1=(a+b)(+)=5+5+4=9,当且仅当=,即a=3,b=6时取“=”直线方程为2x+y6=0故选B点评: 本题考查直线方程的截距式,利用基本不等式求截距和的最小值,注意等号成立的条件需检验6正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为6,底面边长为4,则该球的表面积为() A B C D 16考点: 球的体积和表面积专题: 球分析: 根据正四棱锥PABCD与外接球的关系求出球的半径,即可求出球的表面积解答: 解:如图,正四棱锥PABCD中,PE为正四棱锥的高,根据球的相关知识可知,正四棱锥的外接球的球心O必在正四棱锥的高线PE所在的直
14、线上,延长PE交球面于一点F,连接AE,AF,由球的性质可知PAF为直角三角形且AEPF,底面边长为4,AE=,PE=6,侧棱长PA=,PF=2R,根据平面几何中的射影定理可得PA2=PFPE,即44=2R6,解得R=,则S=4R2=4()2=,故选:B点评: 本题考查球的表面积,球的内接几何体问题,考查计算能力,根据条件求出球的半径是解决本题的关键7已知0x1,0y1,则的最小值为() A B C 2 D 8考点: 有理数指数幂的化简求值专题: 函数的性质及应用分析: 直接利用四个和式的几何意义求得答案解答: 解:根号表示点(x,y)与原点(0,0)之间的距离,根号表示点(x,y)与点(0,
15、1)之间的距离,表示点(x,y)与点(1,0)之间的距离,表示点(x,y)与点(1,1)之间的距离,函数就是四个距离之和,满足条件0x1,0y1的点(x,y)位于矩形内,则距离之和的最小值就是此矩形的对角线长的2倍,等于故选:A点评: 本题考查了函数值的求法,考查了数学转化思想方法,关键是转化为几何意义,是中档题8如图,在三棱柱ABCABC中,若E、F分别为AB、AC的中点,平面EBCF将三棱柱分成体积为V1、V2的两部分,那么V1:V2为() A 3:2 B 7:5 C 8:5 D 9:5考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积专题: 计算题分析: 由已知中平面EBCF将三棱柱分成一个棱台(体积为V1
16、)和一个不规则几何体,(体积为V2),我们根据棱柱体积公式,和棱台的体积公式,结合组合体的体积求法,分别计算出V1,V2的表达式,即可得到答案解答: 解:设SAEF=x,则SABC=SA1B1C1=4x,SEFBC=3xV1:V2=(4x+2x+x):4x(4x+2x+x)=7:5故选B点评: 本题考查的知识点是棱柱的体积,棱台的体积,组合体的体积,其中分析出面EBCF将三棱柱分成一个棱台(体积为V1)和一个不规则几何体,(体积为V2),是解答本题的关键9设mR,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的直线mxym+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的取值范围是() A ,2 B
17、,2 C ,4 D 2,4考点: 两条直线的交点坐标;函数最值的应用专题: 直线与圆分析: 可得直线分别过定点(0,0)和(1,3)且垂直,可得|PA|2+|PB|2=10三角换元后,由三角函数的知识可得解答: 解:由题意可知,动直线x+my=0经过定点A(0,0),动直线mxym+3=0即 m(x1)y+3=0,经过点定点B(1,3),动直线x+my=0和动直线mxym+3=0的斜率之积为1,始终垂直,P又是两条直线的交点,PAPB,|PA|2+|PB|2=|AB|2=10设ABP=,则|PA|=sin,|PB|=cos,由|PA|0且|PB|0,可得0,|PA|+|PB|=(sin+cos
18、)=2sin(+),0,+,sin(+),1,2sin(+),2,故选:B点评: 本题考查直线过定点问题,涉及直线的垂直关系和三角函数的应用,属中档题10设两条直线的方程分别为x+y+a=0,x+y+b=0,已知a,b是方程x2+x+c=0的两个实根,且0c,则这两条直线之间的距离的最大值和最小值分别是() A B C D 考点: 两条平行直线间的距离专题: 计算题分析: 利用方程的根,求出a,b,c的关系,求出平行线之间的距离表达式,然后求解距离的最值解答: 解:因为a,b是方程x2+x+c=0的两个实根,所以a+b=1,ab=c,两条直线之间的距离d=,d2=,因为0c,所以14c1,即d
19、2,所以两条直线之间的距离的最大值和最小值分别是故选C点评: 本题考查平行线之间的距离的求法,函数的最值的求法,考查计算能力二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分请将正确答案填在答题卷的相应位置)11直线l:ax+(a+1)y+2=0的倾斜角大于45,则a的取值范围是a|a或a0考点: 直线的倾斜角专题: 直线与圆分析: 当a=1时,符合题意;当a1时,只需0或1即可,解不等式综合可得解答: 解:当a+1=0即a=1时,直线无斜率,倾斜角为90,满足倾斜角大于45;当a+10即a1时,直线的斜率0或1即可解不等式可得a1或1a或a0综上可得a的取值范围为:a|a或a0故答案为:a|a
20、或a0点评: 本题考查直线的倾斜角,涉及不等式的解集和分类讨论,属基础题12用斜二测画法画出的某平面图形的直观图如图,边AB平行于y轴,BC,AD平行于x轴已知四边形ABCD的面积为2cm2,则原平面图形的面积为8cm2考点: 平面图形的直观图专题: 空间位置关系与距离分析: 首先,根据所给的图形中BAD=45,得到原图形为一个直角梯形,然后,根据高之间的关系进行求解解答: 解:根据题意,得BAD=45,则原图形为一个直角梯形,上下底面的边长和BC、AD相等,高为梯形ABCD的高的2倍,原平面图形的面积为8cm2故答案为:8cm2点评: 本题重点考查了斜二侧画法、平面图形的面积的求解方法等知识
21、,属于中档题解题关键是准确理解斜二侧画法的内涵,与x轴平行的线段长度保持不变,与y轴平行的线段的长度减少为原来的一半13已知正四面体的俯视图如图所示,其中四边形ABCD是边长为2cm的正方形,则这个正四面体的主视图的面积为2cm2考点: 由三视图求面积、体积专题: 作图题;综合题分析: 根据题意,画出图形,结合题目所给数据,求出正视图的三边的长,可求其面积解答: 解:这个正四面体的位置是AC放在桌面上,BD平行桌面,它的正视图是和几何体如图,则正视图 BD=2,DO=BO=,SBOD=,故答案为:2点评: 本题考查由三视图求面积,考查空间想象能力逻辑思维能力,是中档题14如图,在三棱锥DABC
22、中,已知BCAD,BC=2,AD=6,AB+BD=AC+CD=10,则三棱锥DABC的体积的最大值是考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积分析: 过BC作与AD垂直的平面,交AD于E,过E作BC的垂线,垂足为F,则V=SBCEAD,进而可分析出当BE取最大值时,EF取最大值时,三棱锥DABC的体积也取最大值,利用椭圆的几何意义及勾股定理,求出EF的最大值,可得答案解答: 解:过BC作与AD垂直的平面,交AD于E过E作BC的垂线,垂足为F,如图所示:BC=2,AD=6,则三棱锥DABC体积V=SBCE(AE+DE)=V=SBCEAD=BCEFAD=2EF故EF取最大值时,三棱锥DABC的体积也取最大值即
23、BE取最大值时,三棱锥DABC的体积也取最大值在ABD中,动点B到A,D两点的距离和为10,故B在以AD为焦点的椭圆上,此时a=5,c=3,故BE的最大值为b=4此时EF=故三棱锥D一ABC的体积的最大值是故答案为:点评: 本题考查的知识点是棱锥的体积,其中将求棱锥体积的最大值,转化为求椭圆上动点到长轴的距离最远是解答的关键15在平面直角坐标系中,如果x与y都是整数,就称点(x,y)为整点,下列命题中正确的是(写出所有正确命题的编号)存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点;如果k与b都是无理数,则直线y=kx+b不经过任何整点;直线l经过无穷多个整点,当且仅当l经过两个不同的整点;如
24、果k与b都是有理数,则直线y=kx+b经过无穷多个整点;存在恰经过一个整点的直线考点: 进行简单的合情推理专题: 推理和证明分析: 举一例子即可说明本命题是真命题;举一反例即可说明本命题是假命题;假设直线l过两个不同的整点,设直线l为y=kx,把两整点的坐标代入直线l的方程,两式相减得到两整点的横纵坐标之差的那个点也为整点且在直线l上,利用同样的方法,得到直线l经过无穷多个整点,得到本命题为真命题;根据为真命题,把直线l的解析式y=kx上下平移即不能得到y=kx+b,所以本命题为假命题;举一例子即可得到本命题为真命题解答: 解:令y=x+,既不与坐标轴平行又不经过任何整点,所以本命题正确;若k
25、=,b=,则直线y=x+经过(1,0),所以本命题错误;设y=kx为过原点的直线,若此直线l过不同的整点(x1,y1)和(x2,y2),把两点代入直线l方程得:y1=kx1,y2=kx2,两式相减得:y1y2=k(x1x2),则(x1x2,y1y2)也在直线y=kx上且为整点,通过这种方法得到直线l经过无穷多个整点,又通过上下平移得到y=kx+b不一定成立则正确,不正确;令直线y=x恰经过整点(0,0),所以本命题正确综上,命题正确的序号有:故答案为:点评: 此题考查学生会利用举反例的方法说明一个命题为假命题,要说明一个命题是真命题必须经过严格的说理证明,以及考查学生对题中新定义的理解能力,是
26、一道中档题三、解答题(共6小题,满分75分)16已知E、F、G、H为空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA上的点,且EHFG求证:EHBD考点: 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专题: 证明题分析: 先由EHFG,得到EH面BDC,从而得到EHBD解答: 证明:EHFG,EH面BCD,FG面BCDEH面BCD,又EH面ABD,面BCD面ABD=BD,EHBD点评: 本题主要考查线面平行的判定定理,是道基础题17如图,在ABC中,BC边上的高所在的直线方程为x2y+1=0,A的平分线所在的直线方程为y=0,若点B的坐标为(1,2),求点A和点C的坐标考点: 两条直线的交
27、点坐标专题: 计算题分析: 根据三角形的性质解A点,再解出AC的方程,进而求出BC方程,解出C点坐标逐步解答解答: 解:点A为y=0与x2y+1=0两直线的交点,点A的坐标为(1,0)kAB=1又A的平分线所在直线的方程是y=0,kAC=1直线AC的方程是y=x1而BC与x2y+1=0垂直,kBC=2直线BC的方程是y2=2(x1)由y=x1,y=2x+4,解得C(5,6)点A和点C的坐标分别为(1,0)和(5,6)点评: 本题可以借助图形帮助理解题意,将条件逐一转化求解,这是上策18如图,在锥体PABCD中,ABCD是边长为1的菱形,且DAB=60,PA=PD=,PB=2,E,F分别是BC,
28、PC的中点(1)证明:AD平面DEF(2)求二面角PADB的余弦值考点: 与二面角有关的立体几何综合题;二面角的平面角及求法专题: 空间位置关系与距离;空间角;立体几何分析: (1)利用线面垂直的判定定理进行证明是解决本题的关键,在平面DEF中找两条相交直线与AD垂直,利用60角菱形的特征可以发现ADDE,通过取出AD的中点构造一个平面可以证明ADEF;(2)利用(1)中的结论找到二面角PADB的平面角是解决本题的关键,求角往往要利用三角形中的余弦定理解答: 解:(1)取AD的中点G,连接PG,BG,在ABG中,根据余弦定理可以算出BG=,发现AG2+BG2=AB2,可以得出ADBG,又DEB
29、GDEAD,又PA=PD,可以得出ADPG,而PGBG=G,AD平面PBG,而PB平面PBG,ADPB,又PBEF,ADEF又EFDE=E,AD平面DEF(2)由(1)知,AD平面PBG,所以PGB为二面角PADB的平面角,在PBG中,PG=,BG=,PB=2,由余弦定理得cosPGB=,因此二面角PADB的余弦值为点评: 本题考查立体几何中基本的线面关系,考查线面垂直的判定方法,考查二面角的求法,训练了学生基本的空间想象能力,考查学生的转化与化归思想,解三角形的基本知识和学生的运算能力,属于基本的立体几何题19已知直线l:y=3x+3(1)求点P(5,3)关于直线l的对称点P的坐标;(2)求
30、直线l1:xy2=0关于直线l的对称直线l2的方程;(3)已知点M(2,6),试在直线l上求一点N使得|NP|+|NM|的值最小考点: 与直线关于点、直线对称的直线方程菁优网版权所有专题: 计算题;直线与圆分析: (1)设点P的对称点为P(a,b),由中点坐标公式和两直线垂直的条件列方程,解出即可;(2)首先求出两直线的交点,再由点关于直线对称的求法求出对称点,再由直线方程的形式,即可得到;(3)可由(1)的结论,连接PM,交直线l于N,连接NP,再由三点共线的知识,即可求出N解答: 解:(1)设点P的对称点为P(a,b),则,解得:,即点P的坐标为(4,6);(2)解方程组得,即两直线l与l
31、的交点坐标为因为直线l与l2关于直线l对称,所以直线l2必过点,又由(1)可知,点P(5,3)恰好在直线l上,且其关于直线l的对称点为P(4,6),所以直线l2必过点P(4,6),这样由两点式可得:,即7x+y+22=0;(3)由(1)得P(4,6),连接PM,交直线l于N,连接NP,则|NP|+|NM|=|NP|+|NM|=|PM|最小,设出N(x,3x+3),则由P,M,N共线,可得,解得,x=1,则可得N(1,6)点评: 本题考查点关于直线对称、直线关于直线对称,以及运用:求最值,考查直线方程的知识,考查运算能力,属于中档题20如图,在四面体PABC中,PCAB,PABC,点D,E,F,
32、G分别是棱AP,AC,BC,PB的中点()求证:DE平面BCP;()求证:四边形DEFG为矩形;()是否存在点Q,到四面体PABC六条棱的中点的距离相等?说明理由考点: 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专题: 空间位置关系与距离;立体几何分析: ()根据两个点是两条边的中点,得到这条线是两条边的中位线,得到这条线平行于PC,根据线面平行的判定定理,得到线面平行()根据四个点是四条边的中点,得到中位线,根据中位线定理得到四边形是一个平行四边形,根据两条对角线垂直,得到平行四边形是一个矩形()做出辅助线,证明存在点Q到四面体PABC六条棱的中点的距离相等,根据第二问证出的四边形
33、是矩形,根据矩形的两条对角线互相平分,又可以证出另一个矩形,得到结论解答: 证明:()D,E分别为AP,AC的中点,DEPC,DE平面BCP,DE平面BCP()D,E,F,G分别为AP,AC,BC,PB的中点,DEPCFG,DGABEF四边形DEFG为平行四边形,PCAB,DEDG,四边形DEFG为矩形()存在点Q满足条件,理由如下:连接DF,EG,设Q为EG的中点,由()知DFEG=Q,且QD=QE=QF=QG=EG,分别取PC,AB的中点M,N,连接ME,EN,NG,MG,MN,与()同理,可证四边形MENG为矩形,其对角线交点为EG的中点Q,且QM=QN=EG,Q为满足条件的点点评: 本
34、题考查直线与平面平行的判定,考查三角形中位线定理,考查平行四边形和矩形的判定及性质,本题是一个基础题21如图,在四棱锥PABCD中,PA底面ABCD,ABAD,ACCD,ABC=60,PA=AB=BC,E是PC的中点(1)证明CDAE;(2)证明PD平面ABE;(3)求二面角APDC的正切值考点: 二面角的平面角及求法专题: 计算题;证明题;空间位置关系与距离;空间角分析: (1)运用线面垂直的判定和性质定理即可得证CDAE;(2)运用线面垂直的性质和判定定理,即可得到PD平面ABE;(3)过E点作EMPD于M点,连结AM,由(2)知AE平面PCD,则AMPD,则AME是二面角APDC的平面角
35、通过解三角形AEM,即可得到所求值解答: (1)证明:PA底面ABCD,CD平面ABCD,PACD,又ACCD,ACPA=A,CD平面PAC,又AE平面PAC,CDAE;(2)证明:PA底面ABCD,AB平面ABCDPAAB,又ADAB,ADPA=AAB平面PAD,又PD平面PADABPD,由PA=AB=BC,ABC=60,则ABC是正三角形AC=ABPA=PCE是PC中点AEPC由(1)知AECD,又CDPC=CAE平面PCDAEPD,又ABPD,ABAE=APD平面ABE;(3)解:过E点作EMPD于M点,连结AM,由(2)知AE平面PCD,则AEPD,则PD平面AEM,AMPD,则AME是二面角APDC的平面角设AC=a,AD=,PA=A,PD=a,AM=,在RtAEM中,AE=a,EM=a,则tanAME=点评: 本题考查线面垂直的性质和判定定理及运用,考查空间二面角的求法,考查运算和推理能力,属于中档题