如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E,F分别在边CD,CB上,点E与点C,点D不重合,EF⊥AC,EF∩AC=O,沿EF将△CEF折起到△PEF的

发布时间:2020-08-01 06:13:37

如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E,F分别在边CD,CB上,点E与点C,点D不重合,EF⊥AC,EF∩AC=O,沿EF将△CEF折起到△PEF的位置,使得平面PEF⊥平面ABFED

(1)求证:BD⊥平面POA
(2)当点O?在何位置时,PB取得最小值?
(3)当PB取得最小值时,求四棱锥P-BDEF的体积.

网友回答

(1)证明:在菱形ABCD中,∵BD⊥AC,∴BD⊥AO,
∵EF⊥AC,∴PO⊥EF.
∵平面PEF⊥平面ABFED,平面PEF∩平面ABFED=EF,且PO?平面PEF,
∴PO⊥平面ABFED,
∵BD?平面ABFED,∴PO⊥BD,
∵AO∩PO=O,∴BD⊥平面POA.
(2)解:连接OB,设AO∩BD=H.由(1)可知;AC⊥BD.
∵∠DAB=60°,BC=4,∴BH=2,CH=.
设OH=x.
由(1)可知:PO⊥平面ABFED.故△POB为直角三角形.
∴PB2=OB2+PO2=(BH+OH)2+PO2=
==,
当x=时,PB取得最小值,此时O为CH的中点.
(3)解:PB取得最小值,此时O为CH的中点.
∴EF为△BCD边BD的中位线,∴S梯形EFBD==.
由(1)可知:PO⊥平面BEFD,∴PO是四棱锥P-BDEF的高.
∴VP-BDEF==.

解析分析:(1)由菱形的性质可得BD⊥AO,再利用面面垂直的性质可得PO⊥平面ABFED,得到PO⊥BD,进而得到结论;(2)设AO∩BD=H.设OH=x.由(1)可知:PO⊥平面ABFED.得到△POB为直角三角形.利用勾股定理可得到PB2关于x的二次函数,即可得到
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