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,
∵S△ACD= =1,
∴VA﹣PCD=VP﹣ACD=
= = .
(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VA﹣PCD=VP﹣ACD= ,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).