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  • 如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD. (Ⅰ)證明:BD⊥PC; (Ⅱ)若AD=4,BC=2,直線PD與平面PAC所成的角為30°,求四棱錐P-ABCD的體積.

    如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD.

    (Ⅰ)證明:BD⊥PC;
    (Ⅱ)若AD=4,BC=2,直線PD與平面PAC所成的角為30°,求四棱錐P-ABCD的體積.
    數(shù)學(xué)人氣:739 ℃時(shí)間:2020-05-31 16:26:12
    優(yōu)質(zhì)解答
    (Ⅰ)∵PA⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,
    ∴PA⊥BD;
    又AC⊥BD,PA,AC是平面PAC內(nèi)的兩條相交直線,
    ∴BD⊥平面PAC,而PC?平面PAC,∴BD⊥PC;
    (Ⅱ)設(shè)AC∩BD=O,連接PO,由(Ⅰ)知BD⊥平面PAC,
    ∴∠DPO是直線PD和平面PAC所成的角,
    ∴∠DPO=30°,
    由BD⊥平面PAC,PO?平面PAC知,BD⊥PO.在Rt△POD中,由∠DPO=30°得PD=2OD.
    ∵四邊形ABCD是等腰梯形,AC⊥BD,
    ∴△AOD,△BOC均為等腰直角三角形,從而梯形ABCD的高為
    1
    2
    AD+
    1
    2
    BC=
    1
    2
    ×(4+2)=3,
    于是SABCD=
    1
    2
    ×(4+2)×3=9.
    在等腰三角形AOD中,OD=
    2
    2
    AD=2
    2

    ∴PD=2OD=4
    2
    ,PA=
    PD2?AD2
    =4,
    ∴VP-ABCD=
    1
    3
    SABCD×PA=
    1
    3
    ×9×4=12.
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