19.如图,正四棱锥S﹣ABCD中,SA=AB,E、F、G分别为BC、SC、DC的中点,设P为线段FG上任意一点。
(l)求证:EP⊥AC;
(2)当直线BP与平面EFG所成的角取得最大值时,求二面角P﹣BD﹣C的大小。
见解析。
(1)证明:设AC交BD于O,
∵S﹣ABCD为正四棱锥,∴SO⊥底面ABCD,
∴SO⊥AC,
又∵BD⊥AC,SO∩BD=O,
∴AC⊥平面SBF,∴AC⊥SO,
∵SD∥FG,∴AC⊥GF,又AC⊥GE,∴AC⊥平面GEF,
又∵PE⊂面GEF,∴PE⊥AC
(2)解:设AB=2,如图建立空间直角坐标系,
则G(0,1,0),E(1,0,0),C(1,1,0),
S(0,0,),F(,,),B(1,﹣1,0),
∴,
设,故点
∴,
设面EFG的法向量为=(a,b,c),
∵
∴,令a=1,得=(1,1,0)
设BP与平面EFG所成角为α,
则=