解答题如图,正方形ABCD的边长为2,PA⊥平面ABCD,DE∥PA,且PA=2DE=

发布时间:2020-07-09 07:08:29

解答题如图,正方形ABCD的边长为2,PA⊥平面ABCD,DE∥PA,且PA=2DE=2,F是PC的中点.
(1)求证:EF∥平面ABCD;
(2)求证:平面PEC⊥平面PAC;
(3)求三棱锥P-ACE的体积VP-ACE.

网友回答

解:(1)连接BD交AC于O点,连接FO
∵F是PC的中点,O是AC的中点
∴,
又DE∥PA,且

∴FO∥ED且FO=ED
∴四边形EFOD为平行四边形
∴EF∥OD且EF?平面ABCD,OD?平面ABCD
∴EF∥平面ABCD;…(4分)
(2)∵PA⊥平面ABCD
∴PA⊥OD.
又OD⊥AC且PA∩AC=C
∴OD⊥平面PAC.
又EF∥OD,
∴EF⊥平面PAC,
又因为EF?平面PCE,
∴平面PEC⊥平面PAC…(8分)
(3)由题意可得:VP-ACE=VE-PAC,
由(2)可得EF⊥平面PAC,
因为四边形EFOD为平行四边形,
所以EF=0D=.
因为正方形ABCD的边长为2,PA⊥平面ABCD,且PA=2,
所以S△PAC=2.
所以VP-ACE=VE-PAC==.…(12分)解析分析:(1)连接BD交AC于O点,连接FO,可得,结合题中条件得到:四边形EFOD为平行四边形,所以EF∥OD,再根据线面平行的判定定理证明线面平行.(2)由题意可得:PA⊥OD,OD⊥AC,即可得到OD⊥平面PAC,又EF∥OD,进而得到线面垂直,再结合面面垂直的判定定理证明面面垂直.(3)求三棱锥P-ACE的体积,转化为E-PAC的体积,求出底面面积和高,即可求出体积.点评:本题考查直线和平面平行的判定与面面垂直的判定定理,以及三棱锥的体积公式,是中档题.
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