试题分析:(1)要证两直线垂直,一般通过证明其中一条直线垂直于过另一条直线的平面,这里观察已知,有PD⊥平面ABCD,则有PD⊥BC,又BC⊥CD,显然就有BC⊥平面PCD,问题得证;(2)要求点A到平面PBC的距离,由于三棱锥P-ABC的体积容易求出(底面是三角形ABC,高是PD),故可用体积法求点A到平面PBC的距离,见解法二.当然题中由于
且
,故A到平面PBC的距离等于D到平面PBC的距离的2倍,从而可能先求点D到平面PBC的距离,此时直接作出垂线段即可,见解法一.
试题解析:(1)证明:因为PD⊥平面ABCD,BC
平面ABCD,所以PD⊥BC.
由∠BCD=90
0,得CD⊥BC,
又PD
DC=D,PD、DC
平面PCD,
所以BC⊥平面PCD.
因为PC
平面PCD,故PC⊥BC.
(2)(方法一)分别取AB、PC的中点E、F,连DE、DF,则:易证DE∥CB,DE∥平面PBC,点D、E到平面PBC的距离相等.又点A到平面PBC的距离等于E到平面PBC的距离的2倍.由(1)知:BC⊥平面PCD,所以平面PBC⊥平面PCD于PC,因为PD=DC,PF=FC,所以DF⊥PC,所以DF⊥平面PBC于F.易知DF=
,故点A到平面PBC的距离等于
.
(方法二)体积法:连结AC.设点A到平面PBC的距离为h.
因为AB∥DC,∠BCD=90
0,所以∠ABC=90
0.
从而AB=2,BC=1,得
的面积
.
由PD⊥平面ABCD及PD=1,得三棱锥P-ABC的体积
.
因为PD⊥平面ABCD,DC
平面ABCD,所以PD⊥DC.
又PD=DC=1,所以
.
由PC⊥BC,BC=1,得
的面积
.
由
,
,得
,
故点A到平面PBC的距离等于
.