如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,DBAD=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=AB=2BC=2a,M,N分别为PC、PB的中点.(1)

发布时间:2020-07-31 22:50:23

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,DBAD=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=AB=2BC=2a,M,N分别为PC、PB的中点.
(1)求证:MN∥平面PAD;
(2)求证:PB⊥DM;
(3)求四棱锥P-ADMN的体积.

网友回答

证明:(1)因为M、N分别为PC、PB的中点,
所以MN∥BC,且.(1分)
又因为AD∥BC,所以MN∥AD.(2分)
又AD⊥平面PAD,MN?平面PAD,所以MN∥平面PAD.(4分)
(2)因为AN为等腰DABP底边PB上的中线,所以AN⊥PB.(5分)
因为PA⊥平面ABCD,ADì平面ABCD,所以AD⊥PA.
又因为AD⊥AB,且AB∩AP=A,所以AD⊥平面PAB.
又PB?平面PAB,所以AD⊥PB.(6分)
因为AN⊥PB,AD⊥PB,且AN?AD=A,所以PB⊥平面ADMN.(7分)
又DM?平面ADMN,所以PB⊥DM.(8分)
解:(3)由(1)和(2)可得四边形ADMN为直角梯形,且∠DAN=90°,
AD=2a,,,所以.(9分)
由(2)PB⊥平面ADMN,得PN为四棱锥P-ADMN的高,且,(10分)
所以.(12分)
解析分析:(1)欲证MN∥平面PAD,根据线面平行的判定定理知,只须证明MN∥AD,结合中点条件即可证明得;(2)欲证PB⊥DM,根据线面垂直的性质定理,只须证明PB⊥平面ADMN,也就是要证明AN⊥PB及AD⊥PA,而这此垂直关系的证明较为明显,从而即可证得结论;(3)由(1)和(2)可得四边形ADMN为直角梯形,且∠DAN=90°,利用梯形的面积公式即可求得四棱锥P-ADMN的底面面积,从而求得其体积.

点评:本小题主要考查直线与平面平行的判定、直线与平面垂直的性质、棱柱、棱锥、棱台的体积等基础知识,考查运算求解能力,考查空间想象力.属于基础题.
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