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两个平面垂直的判定与性质在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,∠BCD=90°,BC=CD=PA=PD=1,AB=2,PB=eq\r(3).证明:平面PAD⊥平面ABCD.[证明]证法一:取AB的中点F,连接BD,DF.在四边形ABCD中,BC⊥CD,AB∥CD,故四边形ABCD为直角梯形,又AB=2BC=2CD=2,故AF=BF=eq\f(1,2)AB=1,BD=eq\r(2).又由CD∥BF,CD=BF,所以四边形BCDF为正方形,故DF=1=eq\f(1,2)AB,从而BD⊥AD;又PD=1,PB=eq\r(3),所以PD2+BD2=PB2,故BD⊥PD.由PD∩AD=D,PD⊂平面PAD,AD⊂平面PAD,从而BD⊥平面PAD,又BD⊂平面ABCD,所以平面PAD⊥平面ABCD.证法二:取AD的中点O,AB的中点F,连接PO,BO,DF.在四边形ABCD中,BC⊥CD,AB∥CD,故四边形ABCD为直角梯形,又AB=2BC=2CD=2,故CD∥BF,且CD=BF=BC=1,所以四边形BCDF为正方形,故△ADF为等腰直角三角形,从而AD=eq\r(2),∠BAD=45°,在△ABO中,BO2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)))2+22-2×eq\f(\r(2),2)×2×cos45°=eq\f(5,2),所以△PAD≌△FAD,从而∠APD=∠AFD=90°,又因为PA=PD=1,所以PO⊥AD,PO=eq\f(1,2)AD=eq\f(\r(2),2),又PB=eq\r(3),所以PB2=PO2+BO2,故PO⊥OB,由AO∩BO=O,AO⊂平面ABCD,OB⊂平面ABCD,从而PO⊥平面ABCD,又PO⊂平面PAD,所以平面PAD⊥平面ABCD.名师点拨:1.判定面面垂直的方法(1)面面垂直的定义;(2)面面垂直的判定定理(a⊥β,a⊂α⇒α⊥β).(一般在一个平面内找交线的垂线,证此线与另一面垂直.)2.在已知面面垂直时,一般要用性质定理进行转化.在一个平面内作交线的垂线,转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直.3.【变式训练】(2024·广东珠海实验中学适应性考试(节选))如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AD∥BC,AD⊥CD,△APD是等腰直角三角形,∠APD是顶角.求证:平面PAB⊥平面PCD.[证明]因为平面PAD⊥平面ABCD,AD⊥CD,又平面PAD∩平面ABCD=AD,CD⊂平面ABCD,所以CD⊥平面PAD,因为AP⊂平面PAD,所以CD⊥AP,因为△APD是等腰直角三角形,∠APD是顶角,所以AP⊥PD,又P
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