Question

如图，在底面为平行四边形的四棱锥P-ABCD中，AB⊥AC，PA⊥面ABCD，点E是PD的中点．
（1）求证：AC⊥PB；
（2）求证：PB∥平面AEC．

Answer

（1）欲证AC⊥PB，可先证AC⊥面PAB，根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证AC与面PAB内两相交直线垂直，根据PA⊥面ABCD，AC⊂面ABCD，可得PA⊥AC，又因AB⊥AC，PA∩AC=A，PA⊂面PAB，AB⊂面PAB，满足定理所需条件；
（2）欲证PB∥面AEC，根据直线与平面平行的判定定理可知只需证PB与面AEC内一直线平行即可，连接BD交AC于点O，并连接EO，根据中位线可知EO∥PB，PB⊄面AEC，EO⊂面AEC满足定理所需条件．
证明：（1）∵PA⊥面ABCD，AC⊂面ABCD，∴PA⊥AC（2分）
又∵AB⊥AC，PA∩AC=A，PA⊂面PAB，AB⊂面PAB
∴AC⊥面PAB∴AC⊥PB（7分）
（2）连接BD交AC于点O，并连接EO，
∵四边形ABCD为平行四边形
∴O为BD的中点又∵E为PD的中点
∴在△PDB中EO为中位线，EO∥PB
∵PB⊄面AEC，EO⊂面AEC∴PB∥面AEC．（14分）