111
S△AED=S△PAD=××2×4=2.
222114
VC-ADE=S△AED·CD=×2×2=.
333
(理)(2010·山东文,20)在如图所示的几何体中,四边形 ABCD是正方形,MA⊥平面ABCD,PD∥MA,E、G、F分别为MB、PB、PC的中点,且AD=PD=2MA.
(1)求证:平面EFG⊥平面PDC;
(2)求三棱锥P-MAB与四棱锥P-ABCD的体积之比. [解析] (1)证明:∵MA⊥平面ABCD,PD∥MA, ∴PD⊥平面ABCD,
又BC?平面ABCD,∴PD⊥BC, ∵ABCD为正方形,∴BC⊥DC. ∵PD∩DC=D,∴BC⊥平面PDC.
在△PBC中,因为G、F分别为PB、PC的中点, ∴GF∥BC,∴GF⊥平面PDC. 又GF?平面EFG,∴平面EFG⊥平面PDC.
(2)不妨设MA=1,∵ABCD为正方形,∴PD=AD=2, 又∵PD⊥平面ABCD,
18
所以VP-ABCD=S正方形ABCD·PD=. 33由于DA⊥平面MAB,且PD∥MA, 所以DA即为点P到平面MAB的距离, 112
三棱锥VP-MAB=×?×1×2?×2=.
3?2?3所以VP-MAB∶VP-ABCD=1∶4.
14.(文)(2010·北京顺义一中月考)如图,四棱锥S-ABCD的底面是矩形,SA⊥底面ABCD,P为BC边的中点,AD=2,SA=AB=1.
(1)求证:PD⊥平面SAP; (2)求三棱锥S-APD的体积.
[解析] (1)∵SA⊥平面ABCD,PD?平面ABCD,
∴SA⊥PD,在矩形ABCD中,AD=2,AB=1,P为BC中点, ∴AP⊥PD,∵SA∩AP=A,∴PD⊥平面SAP. 1111(2)易求AP=2,PD=2,∴VS-APD=S△APD·SA=××2×2×1=. 3323(理)(2010·山东曲阜一中)如图所示,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE. (1)求证:AE⊥平面BCE; (2)求三棱锥C-BGF的体积. [解析] (1)∵AD⊥平面ABE,AD∥BC, ∴BC⊥平面ABE,∴AE⊥BC, 又∵BF⊥平面ACE,∴AE⊥BF, 又∵BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE.
(2)由题意可得,G是AC的中点,连接FG, ∵BF⊥平面ACE,∴CE⊥BF,又∵BC=BE, ∴F是EC的中点,
1
∴在△AEC中,FG∥AE,FG=AE=1,
2∵AE⊥平面BCE,∴FG⊥平面BCF 1
在Rt△BEC中,BF=CE=CF=2,
21
∴S△BCF=×2×2=1,
2
11
∴VC-BGF=VG-BCF=·S△BCF·FG=.
33
15.(文)(2010·合肥市质检)已知P在矩形ABCD的边DC上,AB=2,BC=1,F在AB上且DF⊥AP,垂足为E,将△ADP沿AP折起,使点D位于D′位置,连接D′B、D′C得四棱锥D′-ABCP.
(1)求证:D′F⊥AP; (2)若PD=1,且平面D′AP⊥平面ABCP,求四棱锥D′-ABCP的体积. [解析] (1)∵AP⊥D′E,AP⊥EF,D′E∩EF=E, ∴AP⊥平面D′EF,∴AP⊥D′F. (2)∵PD=1,∴四边形ADPF是边长为1的正方形, ∴D′E=DE=EF=2, 2∵平面D′AP⊥平面ABCP,D′E⊥AP, ∴D′E⊥平面ABCP, 13∵S梯形ABCP=×(1+2)×1=,
2212∴VD′-ABCP=×D′E×S梯形ABCP=.
34
(理)如图(1),矩形ABCD中,AB=2AD=2a,E为DC的中点,现将△ADE沿AE折起,使平面ADE⊥平面ABCE,如(2).
(1)求四棱锥D-ABCE的体积; (2)求证:AD⊥平面BDE.
[解析] (1)取AE的中点O,由题意知,
AB=2AD=2a,ED=EC, ∴AD=DE,∴DO⊥AE, 又∵平面ADE⊥平面ABCE, ∴DO⊥平面ABCE. 在等腰Rt△ADE中,AD=DE=a,DO=13又S梯形ABCE=(a+2a)a=a2, 2211322∴VD-ABCE=S梯形ABCE·DO=·a2·a=a3. 33224(2)连结BE,则BE=a2+a2=2a,又AE=2a,AB=2a, 2a, 2 ∴AB2=AE2+EB2,∴AE⊥EB, 由(1)知,DO⊥平面ABCE, ∴DO⊥BE,又∵DO∩AE=O ∴BE⊥平面ADE,∴BE⊥AD, 又∵AD⊥DE,∴AD⊥平面BDE.