如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为平行四边形,侧面PAD为等边三角形,平面PAD⊥平面ABCD,AD=DB=
(1)若M为PC上任一点,求证:平面MBD⊥平面PAD;
(2)若四棱锥P-ABCD的体积为,求AD长.
网友回答
(1)证明:如图,
取AD中点N,连接PN,
∵△PAD为正三角形,∴PN⊥AD,
又∵面PAD⊥面ABCD,∴PN⊥面ABCD,
又BD?面ABCD,∴PN⊥BD,
在△ABD中,∵AD=BD=,
∴
∴BD⊥AD,
又AD∩PN=N,∴BD⊥面PAD.
又BD?面BDM,∴面MBD⊥面PAD.
(2)解:设AD=x,则AB=x,
过D作DG⊥AB于G,
∵△ADB为等要直角三角形,∴.
∴.
在等边三角形PAD中,PN=.
由=,得:x=.
即AD=.
解析分析:(1)要证平面MBD⊥平面PAD,只要证其中一个面经过另一个面的一条垂线即可,由题目给出的三角形PAD为等边三角形,取AD中点N,连接PN,有PN⊥AD,而平面PAD⊥平面ABCD,所以可得PN⊥面ABCD,则有PN⊥BD,在三角形ADB中,根据边的关系可证AD⊥BD,利用线面垂直的判定可得BD⊥面PAD,则平面MBD⊥平面PAD;(2)设AD长为x,在底面等腰直角三角形中,把底面平行四边形的边和高都用x表示,在等边三角形PAD中,四棱锥的高PN也用x表示,代入体积公式中可求x的值.
点评:本题考查了空间中线面垂直的判定和性质,考查了面面垂直的判定,考查了学生的空间想象和思维能力,考查了棱锥的体积公式,此题是中档题.