Question

如圖，在四棱錐P-ABCD中，平面PAD⊥平面ABCD，AB∥DC，△PAD是等邊三角形，點(diǎn)M位于線段PC上，PA∥平面MBD，已知AD=4，，AB=2CD=8．
（Ⅰ）求的值；
（Ⅱ）證明：在△ABD內(nèi)存在一點(diǎn)N，使MN⊥平面PBD，并求點(diǎn)N到DA，DB的距離．

Answer 1

解：（1）連接AC交BD于K，連接MK，則，
由PA∥平面MBD，平面PAC∩平面MBD=MK，
得PA∥MK，∴．（6分）
（2）AD=4，，AB=8，∴DA⊥DB，
如圖，以點(diǎn)D為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz，則由題意得，D（0，0，0），，，，設(shè)點(diǎn)N的坐標(biāo)為（x₀，y₀，0），
則，
因?yàn)镸N⊥平面PBD，則，，∴，，
即點(diǎn)N的坐標(biāo)為，（12分）
在平面直角坐標(biāo)系xoy中，△ABD的內(nèi)部區(qū)域滿足不等式組
經(jīng)檢驗(yàn)，點(diǎn)N的坐標(biāo)滿足上述不等式組，
所以在△ABO內(nèi)存在一點(diǎn)N，使MN⊥平面PBD，
由點(diǎn)N的坐標(biāo)得點(diǎn)N到DA，DB的距離為，．（14分）
分析：（1）連接AC交BD于K，連接MK，則，由PA∥平面MBD，結(jié)合直線與平面平行的性質(zhì)得PA∥MK，利用比例線段即得；
（2）以點(diǎn)D為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz，求出各頂點(diǎn)的坐標(biāo)，在平面直角坐標(biāo)系xoy中，△ABD的內(nèi)部區(qū)域滿足不等式組，從而得出在△ABO內(nèi)存在一點(diǎn)N，使MN⊥平面PBD，由點(diǎn)N的坐標(biāo)得點(diǎn)N到DA，DB的距離即可．
點(diǎn)評：本題考查的知識點(diǎn)是直線與平面平行的性質(zhì)，點(diǎn)、線、面的距離的計(jì)算，其中根據(jù)已知得到DA⊥DB，建立空間坐標(biāo)系，將問題轉(zhuǎn)化為向量的計(jì)算問題是解答本題的關(guān)鍵．