解答题如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=4,E是PD的中点
(1)求证:平面PDC⊥平面PAD;
(2)求三棱锥P-AEC的体积.
网友回答
(1)证明:以A为原点,AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,
AP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,
∵PA=AB=2,BC=4,
∴P(0,0,2),C(2,4,0),D(0,4,0),
∴,,
设平面PCD的法向量,则,,
∴,∴,
∵平面PAD的法向量,
∴,
∴平面PDC⊥平面PAD.
(2)解:∵E(0,2,1),P(0,0,2),C(2,4,0),A(0,0,0),
∴,=(2,4,0),=(0,2,1),
设平面PAC的法向量,则,,
∴,∴=(2,-1,0),
∴点E到平面PAC的距离d===,
∵=2,
∴三棱锥P-AEC的体积V===.解析分析:(1)以A为原点,AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴,AP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,分别求出平面PCD的法向量和平面PAD的法向量,利用向量法能够证明平面PDC⊥平面PAD.(2)由E(0,2,1),P(0,0,2),C(2,4,0),A(0,0,0),知,=(2,4,0),=(0,2,1),求出平面PAC的法向量,利用向量法求出点E到平面PAC的距离d,再求出△PAC的面积,由三棱锥P-AEC的体积V=,能求出结果.点评:本题考查平面与平面的垂直,考查棱锥的体积的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.