17.如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥面ABCD,PA=AD=4,AB=2,以AC中點O為球心,AC為直徑的球面交線段PD(不含端點)于M.
(1)求證:面ABM⊥面PCD;
(2)求三棱錐P-AMC的體積.

分析 (1)推導出CD⊥AD,CD⊥PA,從而CD⊥面PAD,進而AM⊥CD,再求出AM⊥MC,從而AM⊥面PCD,由此能證明面ABM⊥面PCD.
(2)三棱錐P-AMC的體積VP-AMC=VC-PAM,由此能求出結果.

解答 證明:(1)∵四邊形ABCD是矩形,∴CD⊥AD,
∵PA⊥面ABCD,CD?平面ABCD,∴CD⊥PA,
∴CD⊥面PAD,∵AM?面PAD,∴AM⊥CD,
∵AC為直徑的球面交PD于M,∴AM⊥MC,
∵CD與MC是面PCD內(nèi)兩條相交直線,
∴AM⊥面PCD,
∵AM?平面ABM,∴面ABM⊥面PCD.…6(分)
解:(2)∵PA=AD=4,等腰直角三角形PAD面積為S=8,CD=2
∴三棱錐P-AMC的體積:
VP-AMC=VC-PAM=$\frac{1}{2}$VC-PAD=$\frac{1}{2}$•$\frac{1}{3}$S•CD=$\frac{8}{3}$…12(分)

點評 本題考查面面垂直的證明,考查三棱錐的體積的求法,考查推理論證能力、運算求解能力、空間思維能力,考查函數(shù)與方程思想、化歸轉化思想、數(shù)形結合思想,是中檔題.

練習冊系列答案
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