如圖,在四棱錐中,底面為矩形,.
(1)求證,并指出異面直線PA與CD所成角的大;
(2)在棱上是否存在一點,使得?如果存在,求出此時三棱錐與四棱錐的體積比;如果不存在,請說明理由.
(1);(2)詳見解析.

試題分析:(1)要證明,只需證明,利用,推出,又因為矩形,得到,從而易證;若證得,顯然的角為直角;
(2)當點中點時,交于點0,易證,使,利用體積的轉(zhuǎn)化得到,,最終得到三棱錐與四棱錐的體積比.
試題解析:(1)∵,,
                      2分
∵四邊形為矩形,∴,
,∴            4分
,∴             5分
PA與CD所成的角為                6分
(2)當點E為棱PD的中點時,        6分
下面證明并求體積比:
取棱PD的中點E,連接BD與AC相交于點O,連接EO.
∵四邊形為矩形,∴O為BD的中點
又E為棱PD的中點,∴.
,
                    8分
當E為棱PD的中點時,,
,∴
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