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如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥面ABCD,四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=EPB上任意一点

(1)求证:ACDE

(2)当△AEC面积的最小值是9时,求PD的长

(3)在(2)的条件下,在线段BC上是否存在点G,使EG与面PAB所成角的正切值为2?若存在,求出BG的值,若不存在,说明理由.

解:(1)∵PD⊥面ABCD,∴PDAC

∵四边形ABCD是菱形,

BDAC

        ∴AC⊥面PBD

ACDE

(2)记AC与BD交点为F,由(1)知,

ACEF

当△AEC面积的最小值是9时,

EF取得最小值3

在△PBD中,当FE⊥PB时,EF最小,此时EB=

由△BEF∽△BDP得,解得

(3)以点F为坐标原点,FB,FC所在直线分别为轴、轴,建立空间直角坐标系,

  则

   

    而

   

     而面PAB的法向量

     由已知得,解得

存在靠近点C的三等分点G满足题意

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2
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