题目内容

如图,在四棱锥中,底面为矩形,.
(1)求证,并指出异面直线PA与CD所成角的大小;
(2)在棱上是否存在一点,使得?如果存在,求出此时三棱锥与四棱锥的体积比;如果不存在,请说明理由.

(1);(2)详见解析.

解析试题分析:(1)要证明,只需证明,利用,推出,又因为矩形,得到,从而易证;若证得,显然的角为直角;
(2)当点中点时,交于点0,易证,使,利用体积的转化得到,最终得到三棱锥与四棱锥的体积比.
试题解析:(1)∵
                      2分
∵四边形为矩形,∴
,∴            4分
,∴             5分
PA与CD所成的角为                6分
(2)当点E为棱PD的中点时,        6分
下面证明并求体积比:
取棱PD的中点E,连接BD与AC相交于点O,连接EO.
∵四边形为矩形,∴O为BD的中点
又E为棱PD的中点,∴.

                    8分
当E为棱PD的中点时,
,∴
考点:1.线线垂直于线面垂直的证明;2.体积的转化.

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