【題目】如圖,已知在四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD是平行四邊形,PA⊥平面ABCD,PA= ,AB=1.AD=2.∠BAD=120°,E,F(xiàn),G,H分別是BC,PB,PC,AD的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:PH∥平面GED;
(Ⅱ)過點(diǎn)F作平面α,使ED∥平面α,當(dāng)平面α⊥平面EDG時(shí),設(shè)PA與平面α交于點(diǎn)Q,求PQ的長.

【答案】證明:(Ⅰ)連接HC,交ED于點(diǎn)N,連接GN,
∵DHEC是平行四邊形,∴N是線段HC的中點(diǎn),又G是PC的中點(diǎn),
∴GN∥PH,
又∵GN平面GED,PH平面GED,
∴PH∥平面GED.
(Ⅱ) 方法1:連接AE,∵∠BAD=120°,∴△ABE是等邊三角形,
設(shè)BE的中點(diǎn)為M,以AM、AD、AP分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系.
則B( , ,0),C( , ,0),D(0,2,0),P(0,0, ),
則E( , ,0),F(xiàn)( , , ),G( , , ).
設(shè)Q(0,0,t),
設(shè) 是平面GED的一個(gè)法向量,
,得
令y1=1∴
設(shè) 是平面α的一個(gè)法向量,
,得 ,令y2=1,得 ,
當(dāng)平面GED⊥平面α?xí)r,
,則PQ的長為
方法2:連接BH,則BH∥ED,又∵PB∥GE,∴平面PBH∥平面GED,
設(shè)BH與AE交于點(diǎn)K,PK的中點(diǎn)為M,
∵F是PB的中點(diǎn),∴FM∥BK,
∵ABEH是菱形,∴AE⊥BK,
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BK,∴BK⊥平面PAK.
∴FM⊥平面PAK,
過M作MQ⊥PK,交PA于Q,設(shè)MQ與FM所確定的平面為α,
∵ED∥BH∥FM,∴ED∥平面α,又平面α⊥平面PBH,∴平面α⊥平面EDG.
得平面α滿足條件.
, ,∴ ,
,




【解析】(I)連接HC,交ED于點(diǎn)N,連接GN.由平行四邊形的性質(zhì)和三角形的中位線定理即可得到GN∥PH,再利用線面平行的判定定理即可證明;(II)方法一:通過建立空間直角坐標(biāo)系,利用平面GED⊥平面α兩個(gè)平面的法向量 ,求得Q的坐標(biāo),進(jìn)而取得|PQ|的長.方法二:連接BH,則BH∥ED,及PB∥GE,可得平面PBH∥平面GED;利用三角形懂得中位線定理可得FM∥BK;利用菱形的性質(zhì)可得AE⊥BK,再利用線面垂直的判定和性質(zhì)定理可得BK⊥平面PAK,F(xiàn)M⊥平面PAK;過M作MQ⊥PK,交PA于Q,設(shè)MQ與FM所確定的平面為α,可得ED∥BH∥FM,ED∥平面α,又平面α⊥平面PBH,可得平面α⊥平面EDG.得平面α滿足條件.利用已知可得PA、AK、PK,再利用 ,即可得到PQ.
【考點(diǎn)精析】利用直線與平面平行的判定對題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知平面外一條直線與此平面內(nèi)的一條直線平行,則該直線與此平面平行;簡記為:線線平行,則線面平行.

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