题目内容

【题目】如图四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥CD,∠ABC=90°,且CD=2,AB=BC=PA=1,PD=
(1)求三棱锥A﹣PCD的体积;
(2)问:棱PB上是否存在点E,使得PD∥平面ACE?若存在,求出 的值,并加以证明;若不存在,请说明理由.

【答案】
(1)解:取CD中点G,连接AG,

∵CD=2AB,AB∥CD,

∴AB∥GC,AB=GC,

∴四边形AGCB为平行四边形,

∴∠AGD=∠DCB=∠ABC=90°,

在Rt△AGD中,∵AG=BC=1,DG= CD=1,

∴AD= =

∴PD2=3=PA2+AD2

∴∠PAD=90°,即PA⊥AD,

∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,

∴PA⊥平面ABCD,

∵SACD= =1,

∴VAPCD=VPACD=

= =


(2)解:棱PB上存在点E,当 = 时,PD∥平面ACE.

证明:连接BD交AC于点O,连接OE.

∵AB∥CD,CD=2AB,

= =

= ,又

∴OE∥DP,

又OE平面ACE,PDACE,

∴PD∥ACE.


【解析】(1)取CD中点G,连接AG,利用已知可得:四边形AGCB为平行四边形,∠AGD=∠DCB=∠ABC=90°,在Rt△AGD中,AG=BC=1,DG= CD=1,利用勾股定理与逆定理可得:PA⊥AD.利用面面垂直的性质定理可得:PA⊥平面ABCD,利用VAPCD=VPACD= ,即可得出.(2)棱PB上存在点E,当 = 时,PD∥平面ACE.连接BD交AC于点O,连接OE.利用平行线分线段成比例定理再三角形中的应用:可得OE∥DP.
【考点精析】认真审题,首先需要了解直线与平面平行的判定(平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;简记为:线线平行,则线面平行).

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