题目内容
【题目】如图,四棱锥C的底面是正方形,PA⊥平面ABCD,PA=2,∠PDA=45°,点E、F分别为棱AB、PD的中点.
(1)求证:AF∥平面PEC
(2)求证:平面PCD⊥平面PEC;
(3)求三棱锥C-BEP的体积.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)
【解析】
19、证明: (Ⅰ)取PC的中点G,连结FG、EG,
∴FG为△CDP的中位线,
∴FGCD,……………………………………… 1分
∵四边形ABCD为矩形,E为AB的中点,
∴ABCD,Z.X.X.K]
∴FGAE,
∴四边形AEGF是平行四边形,
∴AF∥EG,
又EG平面PCE,AF平面PCE,………… 3分
∴AF∥平面PCE;……………………………… 4分
(Ⅱ)∵ PA⊥底面ABCD,
∴PA⊥AD,PA⊥CD,又AD⊥CD,PAAD=A,
∴CD⊥平面ADP,
又AF平面ADP,∴CD⊥AF,…………………………………………………………… 6分
直角三角形PAD中,∠PDA=45°,
∴△PAD为等腰直角三角形,
∴PA=AD=2,……………………………………………………………………………… 7分
∵F是PD的中点,
∴AF⊥PD,又CDPD=D,
∴AF⊥平面PCD,…………………………………………………………………………… 8分
∵AF∥EG,
∴EG⊥平面PCD,…………………………………………………………………………… 9分
又EG平面PCE,
平面PCE⊥平面PCD;……………………………………………………………………… 10分
(Ⅲ)三棱锥C-BEP即为三棱锥P-BCE,………………………………………… 11分
PA是三棱锥P-BCE的高,
Rt△BCE中,BE=1,BC=2,
∴三棱锥C-BEP的体积
V三棱锥C-BEP=V三棱锥P-BCE
=.…………… 14分