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=
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232227436545180.jpg)
(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=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743607285.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743623261.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743638413.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232227436545180.jpg)
(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)
.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743670416.png)
(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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743794555.png)
∴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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232227439971231.png)
∴该五面体的体积为
-------------------- 12分
∵F,O分别为BP,PC的中点,
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743701385.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743716701.png)
又ABCD为平行四边形,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743732400.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743763715.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743701385.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743794555.png)
∴四边形EFOD是平行四边形 --------------------------------2分
即EF∥DO 又EF
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743810278.png)
∴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
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743826215.png)
∴BE⊥DP -------------------------------- 8分
(Ⅲ)连结AC,由ABCD为平行四边形可知
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743841545.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743872548.png)
所以三棱锥
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743888546.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743904535.png)
即五面体的体积为三棱锥
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743888546.png)
∵AD⊥平面PDC,∴AD⊥DP,由AD=3,AP=5,可得DP=4
又∠CDP=120°PC=2
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743935310.png)
由余弦定理并整理得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743950744.png)
∴
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743966168.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743888546.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408232227439971231.png)
∴该五面体的体积为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823222743670416.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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