如图四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠ACB=90°,PA⊥平面ABCD,PA=BC=1,,F是BC的中点.(Ⅰ)求证:DA⊥平面PAC;(Ⅱ)试在线

发布时间:2020-07-31 18:24:18

如图四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠ACB=90°,PA⊥平面ABCD,PA=BC=1,,F是BC的中点.
(Ⅰ)求证:DA⊥平面PAC;
(Ⅱ)试在线段PD上确定一点G,使CG∥平面PAF,并求三棱锥A-CDG的体积.

网友回答

解:(Ⅰ)∵四边形是平行四边形,
∴AD∥BC,可得∠ACB=∠DAC=90°,即AC⊥DA
∵PA⊥平面ABCD,DA?平面ABCD,∴PA⊥DA,
又∵AC⊥DA,AC∩PA=A,∴DA⊥平面PAC.
(Ⅱ)设PD的中点为G,在平面PAD内作GH⊥PA于H,连接FH,
则△PAD中,GH平行且等于,
∵平行四边形ABCD中,FC平行且等于,
∴GH∥FC且GH=FC,四边形FCGH为平行四边形,得GC∥FH,
∵FH?平面PAF,CG?平面PAF,
∴CG∥平面PAF,即G为PD中点时,CG∥平面PAF.
设点G到平面ABCD的距离为d,则
由G为PD中点且PA⊥平面ABCD,得d=,
又∵Rt△ACD面积为×1×1=
∴三棱锥A-CDG的体积VA-CDG=VG-CDA=S△ACD×=.
解析分析:(Ⅰ)平行四边形ABCD中,证出AC⊥DA.结合PA⊥平面ABCD,得PA⊥DA,由线面垂直的判定定理,可得DA⊥平面PAC.(Ⅱ)设PD的中点为G,在平面PAD内作GH⊥PA于H,连接FH,可证出四边形FCGH为平行四边形,得GC∥FH,所以CG∥平面PAF.设点G到平面ABCD的距离为d,得d=,结合Rt△ACD面积和锥体体积公式,可算出三棱锥A-CDG的体积.

点评:本题给出四棱锥,求证线面垂直并求锥体的体积,着重考查了线面垂直的判定与性质、线面平行的判定和锥体体积公式等知识,属于中档题.
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