题目内容

(本小题满分14分)如图,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,侧棱底面ABCDEPC的中点,作PB于点F
(I) 证明:PA∥平面EDB
(II) 证明:PB⊥平面EFD
(III) 求三棱锥的体积.
解:(1)证明:连结ACACBDO,连结EO
∵底面ABCD是正方形,∴点OAC的中点
中,EO是中位线,∴PA // EO
平面EDB平面EDB
所以,PA // 平面EDB.                              ................4分
(2)证明:∵PD⊥底面ABCD底面ABCD,∴
PD=DC,可知是等腰直角三角形,而DE是斜边PC的中线,
   ①
同样由PD⊥底面ABCD,得PDBC
∵底面ABCD是正方形,有DCBC,∴BC⊥平面PDC
平面PDC,∴   ②
由①和②推得平面PBC
平面PBC,∴
,所以PB⊥平面EFD
.................8分
(3)∵
PD⊥平面ABCD,∴PDBC
又∵BCCDPDCD=D,∴BC⊥平面PCD
BCPC
在△BDE中,
∴    ,即DEBE
而由(2),PB⊥平面EFD,有PBDE,因而DE⊥平面BEF
RtBPD中,RtBEF中,
.   ........14分
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