Question

如圖，四棱錐中，底面是菱形，，，是的中點(diǎn)，點(diǎn)在側(cè)棱上．

（1）求證：⊥平面；

（2）若是的中點(diǎn)，求證：//平面；

（3）若，試求的值．

 

Answer 1

【答案】

（1）詳見解析（2）詳見解析（3）

【解析】

試題分析：（1）由線面垂直判定定理，要證線面垂直，需證垂直平面內(nèi)兩條相交直線，由，是的中點(diǎn)，易得垂直于，再由底面是菱形，得三角形為正三角形，所以垂直于，（2）由線面平行判定定理，要證線面平行，需證平行于平面內(nèi)一條直線，根據(jù)是的中點(diǎn)，聯(lián)想到取AC中點(diǎn)O所以OQ為△PAC中位線．所以OQ // PA注意在寫定理?xiàng)l件時，不能省，要全面.例如，線面垂直判定定理中有五個條件，線線垂直兩個，相交一個，線在面內(nèi)兩個；線面平行判定定理中有三個條件，平行一個，線在面內(nèi)一個，線在面外一個，（3）研究體積問題關(guān)鍵在于確定高，由于兩個底面共面，所以求的值就轉(zhuǎn)化為求對應(yīng)高的長度比.

試題解析：（1）因?yàn)?/span>E是AD的中點(diǎn)，PA=PD，所以AD⊥PE．

因?yàn)榈酌?/span>ABCD是菱形，∠BAD=，所以AB=BD，又因?yàn)?/span>E是AD的中點(diǎn)，所以 AD⊥BE．

因?yàn)?/span>PE∩BE=E，所以AD⊥平面PBE． 4分

（2）連接AC交BD于點(diǎn)O，連結(jié)OQ．因?yàn)?/span>O是AC中點(diǎn)，

Q是PC的中點(diǎn)，所以OQ為△PAC中位線．所以OQ//PA． 7分

因?yàn)?/span>PA平面BDQ，OQ平面BDQ．所以PA//平面BDQ． 9分

（3）設(shè)四棱錐P-BCDE，Q-ABCD的高分別為，，所以VP-BCDE=SBCDE，VQ-ABCD=SABCD． 10分

因?yàn)?/span>VP-BCDE=2VQ-ABCD，且底面積SBCDE=SABCD． 12分

所以，因?yàn)?/span>，所以． 14分

考點(diǎn)：線面垂直判定定理, 線面平行判定定理,錐的體積.