解答题如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,AB=AD=2CD=2,侧面PAD⊥底面ABCD,且△PAD为等腰直角三角形,∠APD=90°,M为AP的中点.(1)求证:DM∥平面PCB;(2)求证:AD⊥PB;(3)求三棱锥P-MBD的体积.
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解:(1)取PB的中点F,连接MF、CF,∵M、F分别为PA、PB的中点.∴MF∥AB,且MF=AB.∵四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD且AB=2CD,∴MF∥CD且MF=CD.∴四边形CDFM是平行四边形.∴DM∥CF.∵CF⊥平面PCB,∴DM∥平面PCB.(2)取AD的中点G,连接PG、GB、BD.∵PA=PD,∴PG⊥AD.∵AB=AD,且∠DAB=60°,∴△ABD是正三角形,BG⊥AD.∴AD⊥平面PGB.∴AD⊥PB.(3)VP-MBD=VB-PMDVB-PMD=××××=解析分析:(1)取PB的中点F,连接MF、CF,由中位线定理证得MF∥AB,且MF=AB,得四边形CDFM是平行四边形,从而得到DM∥CF,再由线面平行的判定定理得DM∥平面PCB;(2)先证AD⊥平面PGB,易得AD⊥PB;(3)利用等体积法,找出其高和底,从而由体积公式求三棱锥P-MBD的体积.点评:本题主要考查线面平行和线面垂直的判定定理,特别是三角形中位线及平面图形的灵活运用.