如图所示,在四棱锥中,底面ABCD是边长为a的正方形,侧面底面ABCD,且,若E,F分别为PC,BD的中点.
(1)求证:平面PAD;
(2)求证:平面PDC平面PAD;
(3)求四棱锥的体积.
(1)先证,再根据线面平行的判定定理即可证明;
(2)先证,进而证明,再根据面面垂直的判定定理即可证明;
(3)
【解析】
试题分析:(1)连接EF,AC
∵四棱锥中,底面ABCD是边长为a的正方形且点F为对角线BD的中点,
∴对角线AC经过F点, ……1分
又在中,点E为PC的中点,
∴EF为的中位线,
∴, ……2分
又, ……3分
∴平面PAD. ……4分
(2)∵底面ABCD是边长为的正方形
∴ , ……5分
又侧面底面ABCD,,侧面底面ABCD=AD,
∴. ……7分
又
∴平面PDC平面PAD . ……8分
(3)过点P作AD的垂线PG,垂足为点G,
∵侧面底面ABCD,,侧面底面ABCD=AD,
∴,即PG为四棱锥的高, ……9分
又且AD=a,
∴ , ……10分
∴ 。 ……12分
考点:本小题主要考查线面平行、面面垂直的证明和体积的计算.
点评:证明线面平行、面面垂直时要紧扣相应的判定定理和性质定理,定理中的条件要一一列出来,缺一不可,如证明线面平行时,要强调.
科目:高中数学 来源:2013-2014学年北京市海淀区高三上学期期末考试理科数学试卷(解析版) 题型:解答题
如图所示,在四棱锥中,底面四边形是菱形,,是边长为2的等边三角形,,.
(Ⅰ)求证:底面;
(Ⅱ)求直线与平面所成角的大小;
(Ⅲ)在线段上是否存在一点,使得∥平面?如果存在,求的值,如果不存在,请说明理由.
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科目:高中数学 来源:2012-2013学年广东省湛江市高三8月第一次月考理科数学试卷(解析版) 题型:解答题
(本小题满分14分)如图所示,在四棱锥中,平面,,
,,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)若,,,求二面角的正切值.
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科目:高中数学 来源:2011-2012学年福建省高三第二次质检理科数学 题型:解答题
如图所示,在四棱锥中,底面ABCD是矩形,, , , , 垂足为,
(1)求证:;
(2)求直线与平面所成角的余弦值。
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科目:高中数学 来源:2010-2011云南省高一下学期期末考试数学 题型:解答题
本小题满分12分)如图所示,在四棱锥中,平面,底面是直角梯形,,。
(1)求证:平面平面;
(2)若,求二面角的大小。
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