题目内容

【题目】如图,在四棱锥S﹣ABCD中,侧面SCD为钝角三角形且垂直于底面ABCD,CD=SD,点M是SA的中点,AD//BC,∠ABC=90°,AB=ADBC=a.

(1)求证:平面MBD⊥平面SCD;

(2)若∠SDC=120°,求三棱锥C﹣MBD的体积.

【答案】(1)证明见解析;(2)a3.

【解析】

(1)取BC中点E,连接DE,则AB=AD=a,BC=2a.由题意可得:四边形ABED为正方形,可得BD2+CD2=BC2,于是BD⊥CD,根据面面垂直的性质定理可得:BD⊥平面SCD,进而得出平面MBD⊥平面SCD.

(2)过点S作SH⊥CD,交CD的延长线于点H,连接AH.∠SDH为SD与底面ABCD所成的角,即∠SDH=60°.点M到平面ABCD的距离d=SH.可得三棱锥C﹣MBD的体积VBD×CDd.

(1)证明:取BC中点E,连接DE,则AB=AD=a,BC=2a.由题意可得:四边形ABED为正方形,且BE=DE=CE=a,BD=CDa.

∴BD2+CD2=BC2,则BD⊥CD,又平面SCD⊥平面ABCD,平面SCD∩平面ABCD=CD,

∴BD⊥平面SCD,BD平面MBD,∴平面MBD⊥平面SCD.

(2)解:过点S作SH⊥CD,交CD的延长线于点H,连接AH.

则∠SDH为SD与底面ABCD所成的角,即∠SDH=60°.

由(1)可得:SD=CDa,∴在Rt△SHD中,SDa,HDa,SHa.

∴点M到平面ABCD的距离da.

∴三棱锥C﹣MBD的体积VBD×CDda3.

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