题目内容
【题目】如图所示,在四棱锥
中,
平面
,底面
是菱形,
,
,
.
为
与
的交点,
为棱
上一点,
(1)证明:平面
⊥平面
;
(2)若三棱锥
的体积为
,
求证:
∥平面
.
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【答案】(1)见解析 (2) 见解析
【解析】试题分析:(1)要证明平面
⊥平面
,由面面垂直的判定定理知需在平面
平面
内找到一条直线垂直于另一个平面,通过分析后易知AC⊥平面PBD,再由线面垂直的判定定理即可证明.(2)由VP﹣EAD
,需作出三棱锥
的高,为此通过观察分析后,我们取AD中点H,连结BH,PH,在△PBH中,经点E作EF∥BH,交PH于点F,易证BH⊥平面PAD,再由EF∥BH,可得EF⊥平面PAD,故EF为三棱锥
的高,
再由VP﹣EAD
,可求出EF的值,又由∠BAD=60°,BH⊥AD,可求出BH的值,至此易知
,即E为PB中点,而O为BD中点,所以OE为△PBD的中位线,由三角形中位线性质可得OE∥PD,再由线面平行判定定理PD∥平面EAC.
试题解析:
证明:(1)∵ABCD是菱形,∴AC⊥BD,
∵PD⊥底面ABCD,∴AC⊥PD,
∴AC⊥平面PBD,
又∵AC平面AEC,
∴平面AEC⊥平面PDB.
(2)取AD中点H,连结BH,PH,在△PBH中,经点E作EF∥BH,交PH于点F,
∵四边形ABCD是菱形,∠BAD=60°,
∴BH⊥AD,又BH⊥PD,AD∩PD=D,
∴BH⊥平面PAD,EF⊥平面PAD,
可得:BH=
AB=
,
∴VP﹣EAD=VE﹣PAD=
SPAD×EF= ![]()
,
∴EF=
,
∴
,可得E为PB中点,
又∵O为BD中点,
∴OE∥PD,
∵PD平面EAC,OE平面EAC,
∴PD∥平面EAC.
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