如图,正方形ABCD和直角梯形ABMN所在平面相互垂直,AN∥BM,∠ABM=90°,AN=AD=为MC中点.
(1)证明NP∥面ABCD;
(II)证明:MN⊥NC;
(III)求三棱锥M-BPN的体积.
网友回答
解:(I)证明:取BC中点Q,P是MC的中点,连接PQ,AQ.
所以PQ∥BM,AN∥BM,且PQ=AN.
所以四边形ANPQ为平行四边形.
所以NP∥AQ.??????????????????????????????(4分)
又因为AQ?平面ABCD,且NP?平面ABCD,
所以NP∥平面ABCD.??????????????????????????(4分)
(II)证明:在正方形BCD中,CB⊥AB.
又因为平面ABMN⊥平面ABCD,所以CB⊥平面ABMN.
所以CB⊥MN.????????????????(6分)
在直角梯形ABMN中,AN=AB=1,可得NB=MN=AB,
所以BN2+MN2=MB2.
所以MN⊥NB.
所以MN⊥平面BNC,
所以MN⊥NC.?????????????????(8分)
(III)取MB的中点,连接PE,则PE∥BC,又BC∥AD,AD⊥面ABMN,
所以BC⊥面ABMN,∴PE⊥面ABMN,
∴PE即为三棱锥M-PBN的高,且PE=BC=?
∴VM-BPN=S△BPN?PE=×=?(12分)
解析分析:(I)取BC中点Q,连接PQ,AQ,证明NP∥AQ.说明AQ?平面ABCD,且NP?平面ABCD,即可证明NP∥平面ABCD;(II)先证明CB⊥MN,由勾股定理得出MN⊥NB,即可证明MN⊥平面BNC,从而有MN⊥NC;(III)取MB的中点,连接PE,先证得PE即为三棱锥M-PBN的高,再求出底面的面积、高,即可求三棱锥的体积.
点评:本题是中档题,考查直线与平面的平行与垂直的证明方法,几何体的体积的解法,考查空间想象能力、计算能力,注意转化思想的应用,判定定理的正确应用.