Question

如图所示：四棱锥P-ABCD底面一直角梯形，BA⊥AD，CD⊥AD，CD=2AB，PA⊥底面ABCD，E为PC的中点.
（1）证明：EB∥平面PAD；
（2）若PA=AD，证明：BE⊥平面PDC；
（3）当PA=AD=DC时，求二面角E-BD-C的正切值.

Answer 1

（1）证明见解析（2）证明见解析（3）

（1）取PD中点Q，连EQ、AQ，则∵QE∥CD，CD∥AB，∴QE∥AB，

又∥AQ
又∥平面PAD…3分
（2）PA⊥底面ABCD ∴CD⊥PA，又CD⊥AD
∴CD⊥平面PAD  ∴AQ⊥CD若PA=AD，
∴Q为PD中点，∴AQ⊥PD ∴AQ⊥平面PCD
∵BE∥AQ，∴BE⊥平面PCD…………………7分
（3）连结AC，取AC的中点G，连EG，EG∥PA，
∵PA⊥平面ABCD，∴EC⊥平面ABCD，过G作GH⊥BD，连EH，则EH⊥BD，
∴∠EHG是二面角E—BD—C的平面角.
设AB=1，则PA="AD=DC=2AB=2." ∴
又  ∽△ABG，
 ∴BG∥AD，∠GBH=∠ADB，∴△ABD∽△HBG.
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