(2014•湖北模拟)如图,在底面是正方形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥面ABCD,BD交AC于点E,F是PC中点,G为

(2014•湖北模拟)如图,在底面是正方形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥面ABCD,BD交AC于点E,F是PC中点,G为AC上一动点.
(1)求证:BD⊥FG;
(2)确定点G在线段AC上的位置,使FG∥平面PBD,并说明理由.
(3)如果PA=AB=2,求三棱锥B-CDF的体积.
黄董行 1年前 已收到1个回答 举报

荔枝爱洗澡 春芽

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解题思路:(1)由已知条件,利用直线垂直于平面的判定定理,先推导出BD⊥平面APC,由此能够证明BD⊥FG.(2)当G为EC中点时,FG∥平面PBD.根据题设条件,利用直线与平面平行的判定定理进行证明.(3)三棱锥B-CDF的体积等于三棱锥F-BCD的体积,利用等积法能求出结果.

(1)证明:∵PA⊥面ABCD,四边形ABCD是正方形,
其对角线BD、AC交于点E,
∴PA⊥BD,AC⊥BD.…(2分)
∴BD⊥平面APC,…(3分)
∵FG⊂平面PAC,
∴BD⊥FG…(4分)
(2)当G为EC中点,即AG=
3
4AC时,FG∥平面PBD.…(5分)
理由如下:
连结PE,由F为PC中点,G为EC中点,知FG∥PE…(6分)
而FG⊄平面PBD,PB⊂平面PBD,
故FG∥平面PBD.…(8分)
(3)连结FE,FD,
∵F是PC中点,E是正方形ABCD对角线的交点,
∴FE∥PA,且FE=[1/2PA=1,
∵PD⊥面ABCD,∴FE⊥面BCD,
∵S△BCD=
1
2×2×2=2,
∴三棱锥B-CDF的体积V=VF-BCD=
1
3×1×2=
2
3].…(12分)

点评:
本题考点: 直线与平面平行的性质;棱柱、棱锥、棱台的体积.

考点点评: 本题考查直线与直线垂直的证明,考查空间点位置的确定,考查三棱锥体积的求法,解题时要注意空间思维能力的培养,注意等积法的合理运用.

1年前

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