解答题如图所示几何体中,平面PAC⊥平面ABC,PM∥BC,PA=PC,AC=1,BC=2PM=2,AB=,若该几何体左视图(侧视图)的面积为.
(1)求证:PA⊥BC;
(2)画出该几何体的主视图(正视图)并求其面积S;
(3)求出多面体PMABC的体积V.
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解:(1)∵AC=1,BC=2,AB=,
∴AC2+BC2=AB2,∴AC⊥BC
∵平面PAC⊥平面ABC,平面PAC∩平面ABC=AC,
∴BC⊥平面PAC
∵PA?平面PAC,
∴PA⊥BC.
(2)该几何体的主视图如下:
∵PA=PC,取AC的中点D,连接PD,则PD⊥AC,又平面PAC⊥平面ABC,则PD⊥平面ABC,
∴几何体左视图的面积=×AC×PD=×1×PD=
∴PD=,并易知△PAC是边长为1的正三角形,
∴主视图的面积是上、下底边长分别为1和2,PD的长为高的直角梯形的面积,
∴S==
(3)取PC的中点N,连接AN,由△PAC是边长为1的正三角形,可知AN⊥PC,由(1)BC⊥平面PAC,可知AN⊥BC,
∴AN⊥平面PCBM,
∴AN是四棱锥A-PCBM的高且AN=
由BC⊥平面PAC,可知BC⊥PC,
由PM∥BC可知四边形PCBM是上、下底边长分别为1和2,PC的长1为高的直角梯形,其面积S′=.
∴V=S′×AN=解析分析:(1)先由勾股定理证明BC与AC垂直,再由面面垂直的性质定理,证明BC与平面PAC垂直,最后由线面垂直的定义证明BC与PA垂直(2)利用正投影的方法,该几何体的正视图是一个以PM、BC长为上下底边长,以点P到底面ABC的距离为高的直角梯形,由梯形面积公式即可计算其面积(3)此多面体为一个以四边形PCBM为底面,以点A为顶点的四棱锥,由于底面为直角梯形,高为点A到PC的距离,故利用椎体的体积计算公式即可求得其体积点评:本题考查了面面垂直的性质定理,线面垂直的性质,三视图的画法,以及椎体体积的计算公式,空间想象能力