题目内容
(本小题共14分)
如图所示多面体中,AD⊥平面PDC,ABCD为平行四边形,E,F分别为AD,BP的中点,AD=,AP=,PC=.
(Ⅰ)求证:EF∥平面PDC;
(Ⅱ)若∠CDP=90°,求证BE⊥DP;
(Ⅲ)若∠CDP=120°,求该多面体的体积.
如图所示多面体中,AD⊥平面PDC,ABCD为平行四边形,E,F分别为AD,BP的中点,AD=,AP=,PC=.
(Ⅰ)求证:EF∥平面PDC;
(Ⅱ)若∠CDP=90°,求证BE⊥DP;
(Ⅲ)若∠CDP=120°,求该多面体的体积.
(1)、(2)见解析;(3).
(18)解(Ⅰ)取PC的中点为O,连FO,DO,
∵F,O分别为BP,PC的中点,
∴∥BC,且,
又ABCD为平行四边形,∥BC,且,
∴∥ED,且
∴四边形EFOD是平行四边形 --------------------------------2分
即EF∥DO 又EF平面PDC
∴EF∥平面PDC. ------------------------------------------- 4分
(Ⅱ)若∠CDP=90°,则PD⊥DC,
又AD⊥平面PDC ∴AD⊥DP,
∴PD⊥平面ABCD, --------------------------------- 6分
∵BE平面ABCD,
∴BE⊥DP -------------------------------- 8分
(Ⅲ)连结AC,由ABCD为平行四边形可知与面积相等,
所以三棱锥与三棱锥体积相等,
即五面体的体积为三棱锥体积的二倍.
∵AD⊥平面PDC,∴AD⊥DP,由AD=3,AP=5,可得DP=4
又∠CDP=120°PC=2,
由余弦定理并整理得, 解得DC=2 ------------------- 10分
∴三棱锥的体积
∴该五面体的体积为 -------------------- 12分
∵F,O分别为BP,PC的中点,
∴∥BC,且,
又ABCD为平行四边形,∥BC,且,
∴∥ED,且
∴四边形EFOD是平行四边形 --------------------------------2分
即EF∥DO 又EF平面PDC
∴EF∥平面PDC. ------------------------------------------- 4分
(Ⅱ)若∠CDP=90°,则PD⊥DC,
又AD⊥平面PDC ∴AD⊥DP,
∴PD⊥平面ABCD, --------------------------------- 6分
∵BE平面ABCD,
∴BE⊥DP -------------------------------- 8分
(Ⅲ)连结AC,由ABCD为平行四边形可知与面积相等,
所以三棱锥与三棱锥体积相等,
即五面体的体积为三棱锥体积的二倍.
∵AD⊥平面PDC,∴AD⊥DP,由AD=3,AP=5,可得DP=4
又∠CDP=120°PC=2,
由余弦定理并整理得, 解得DC=2 ------------------- 10分
∴三棱锥的体积
∴该五面体的体积为 -------------------- 12分
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