题目内容

2.如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,侧棱PA⊥底面ABCD,且PA=2,E是侧棱PA上的动点.
(1)若E是PA的中点,求证PC∥平面BDE;
(2)是否不论点E在侧棱PA的任何位置,都有BD⊥CE?证明你的结论
(3)在(1)的条件下求四面体D-BEC的体积.

分析 (1)利用三角形的中位线定理和线面平行的判定定理即可证明;
(2)利用线面垂直的判定和性质即可证明;
(3)转换底面,利用三棱锥的体积公式,即可求四面体D-BEC的体积.

解答 (1)证明:连接AC交BD于O,连接OE.
∵四边形ABCD是正方形,∴AO=OC,
又∵AE=EP,∴OE∥PC.
又∵PC?平面BDE,OE?平面BDE.
∴PC∥平面BDE.
(2)解:不论点E在侧棱PA的任何位置,都有BD⊥CE.
证明:∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC.
∵PA⊥底面ABCD,∴PA⊥BD.
又∵PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC.
∵CE?平面PAC.
∴BD⊥CE;
(3)解:E是PA的中点,EA=1,EA⊥面BCD,
∵四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,
∴S△BCD=$\frac{1}{2}$,
∴VD-BEC=VE-BCD=$\frac{1}{3}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×1$=$\frac{1}{12}$.

点评 熟练掌握线面平行、垂直的判定和性质定理及三棱锥的体积计算公式是解题的关键.

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