Question

如圖，四棱錐P-ABCD的底面ABCD 是平行四邊形，平面PBD⊥平面 ABCD，PB=PD，PA⊥PC，CD⊥PC，O，M分別是BD，PC的中點(diǎn)，連結(jié)OM．求證：
（1）OM∥平面PAD；
（2）OM⊥平面PCD．

Answer 1

考點(diǎn)：直線與平面平行的判定,直線與平面垂直的判定

專(zhuān)題：證明題,空間位置關(guān)系與距離

分析：（1）連結(jié)AC，由三角形中位線的性質(zhì)可得OM∥PA，由OM?平面PAD，PA?平面PAD，即可判定OM∥平面PAD．
（2）連結(jié)PO，可證PO⊥BD，由面面垂直的性質(zhì)可證明PO⊥平面ABCD，可得PO⊥CD，又CD⊥PC，PC∩PO=P，PC?平面PAC，PO?平面PAC，可證CD⊥平面PAC．從而證明CD⊥OM，
OM⊥PC，又由CD?平面PCD，PC?平面PCD，CD∩PC=C，即可判定OM⊥平面PCD．

解答： 證明：（1）連結(jié)AC，
因?yàn)锳BCD 是平行四邊形，所以O(shè)為AC的中點(diǎn)． …（2分）
在△PAC中，因?yàn)镺，M分別是AC，PC的中點(diǎn)，
所以O(shè)M∥PA．…（4分）
因?yàn)镺M?平面PAD，PA?平面PAD，
所以O(shè)M∥平面PAD． …（6分）
（2）連結(jié)PO．因?yàn)镺是BD的中點(diǎn)，PB=PD，
所以PO⊥BD．
又因?yàn)槠矫鍼BD⊥平面ABCD，平面PBD∩平
面ABCD=BD，PO?平面PBD
所以PO⊥平面ABCD．
從而PO⊥CD．…（8分）
又因?yàn)镃D⊥PC，PC∩PO=P，PC?平面PAC，PO?平面PAC，
所以CD⊥平面PAC．
因?yàn)镺M?平面PAC，所以CD⊥OM． …（10分）
因?yàn)镻A⊥PC，OM∥PA，所以O(shè)M⊥PC．…（12分）
又因?yàn)镃D?平面PCD，PC?平面PCD，CD∩PC=C，
所以O(shè)M⊥平面PCD．…（14分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查了三角形的中位線定理、線面平行的判定定理、線面垂直的判定性質(zhì)定理，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于中檔題．