(2014•山东模拟)四棱锥P-ABCD的底面是平行四边形,平面PAB⊥平面ABCD,PA=PB=AB=[1/2]AD,

(2014•山东模拟)四棱锥P-ABCD的底面是平行四边形,平面PAB⊥平面ABCD,PA=PB=AB=[1/2]AD,∠BAD=60°,E,F分别为AD,PC的中点.
(1)求证:EF⊥平面PBD;
(2)若AB=2,求四棱锥P-ABCD的体积.
花圈绣土 1年前 已收到1个回答 举报

andymen 幼苗

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解题思路:(1)取PB的中点G,连接FG,AG,不难证明四边形EFGA是平行四边形,则EF∥AG,又△PAB是等边三角形,有AG⊥PB①;另外,可以通过计算得到BD⊥AB,结合着平面PAB⊥平面ABCD,得到DB⊥平面PAB,从而DB⊥AG②.由①②知,AG⊥平面PBD,于是EF⊥平面PBD.
(2)由平面PAB⊥平面ABCD,知四棱锥P-ABCD的高为正三角形PAB的高,再分别计算代入体积公式即可.

证明:(1)取PB的中点G,连接FG,AG,由题设,FG∥BC,FG=[1/2]BC,
∵AE∥BC,AE=[1/2]BC,∴EF∥AG.
△PAB是等边三角形,AG⊥PB,①
△ABD中,AD=2AB,∠BAD=60°,由余弦定理,
BD2=AB2+AD2-2AB×AD×cos60°=AD2-AB2
∴∠BAD=90°.
∴BD⊥AB.
又因为平面PAB⊥平面ABCD,BD⊥AB,
∴DB⊥平面PAB,
∴DB⊥AG.②
由①②可知,AG⊥PB,AG⊥BD
∴AG⊥平面PBD.
∴EF⊥平面PBD.
(2)∵AB=2,∴PA=PB=[1/2]AD=2.
又ABCD是平行四边形,且∠BAD=60°,
故SABCD=2×4sin60°=4
3,
又平面PAB⊥平面ABCD,
故四棱锥P-ABCD的高为正三角形PAB的高,即h=
3.
∴四棱锥P-ABCD的体积为
1
3×4

3=4.

点评:
本题考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查平面图形与空间图形的转化,考查线面垂直的判断,面面垂直的性质及空间几何体的体积计算等问题,考查学生的空间想象能力、推理能力和运算能力,难度适中.

1年前

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