已知四棱锥P-ABCD的底面是边长为4的正方形,PD⊥底面ABCD,PD=6,M,N分别为PB,AB的中点,设AC和BD相交于点O
(Ⅰ)证明:OM∥底面PAD;
(Ⅱ)若DF⊥PA且交PA于F点,证明DF⊥平面PAB;
(Ⅲ)求四面体D-MNB的体积
分析:(Ⅰ)要证明:OM∥底面PAD,只要证明OM∥PD即可.
(Ⅱ)要证明DF⊥平面PAB;已知DF⊥PA,证明DF⊥AB即可.
(Ⅲ)求四面体D-MNB的体积,直接求出底面MNB的面积,再求D到底面MNB的距离即可.
解答:解:(Ⅰ)由已知易知OM是△BDP的中位线,
∴OM∥PD.
∵OM?面PAD,PD?面PAD
∴OM∥面PAD
(另证:也可先证明平面OMN∥平面DPA)
(Ⅱ)PD⊥底面ABCD,
∴AB⊥PD,又AB⊥AD,
、AD∩PD=D
,
∴AB⊥平面PAD,又AB?平面PAB,
∴平面PAD⊥平面PAB,
又平面PAD∩平面PAB=PA,DF⊥PA,DF?平面PAD,
∴DF⊥平面PAB
(Ⅲ)由(Ⅱ)知DF⊥平面PAB,
∴四面体D-MNB的高为DF,
在Rt△PDA中,DF=
=,
由AB⊥平面PAD,得AB⊥PA,又MN∥PA,
∴MN⊥NB,
AP====2,
S△BMN=BN•MN=••=
,
VD-MNB=•S△MNB•DF=
.•=4.
点评:本题考查空间直线与直线、平面的位置关系,棱锥的体积,考查空间想象能力,是中档题.