如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠BCD=120°,BC⊥AB,CD⊥AD,BC=CD=PA=a,(Ⅰ)求证:平面PBD⊥平面PAC.(Ⅱ)求四棱锥P-ABCD的体积V.-高三数学

题目简介

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠BCD=120°,BC⊥AB,CD⊥AD,BC=CD=PA=a,(Ⅰ)求证:平面PBD⊥平面PAC.(Ⅱ)求四棱锥P-ABCD的体积V.-高三数学

题目详情

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠BCD=120°,BC⊥AB,CD⊥AD,BC=CD=PA=a,
(Ⅰ)求证:平面PBD⊥平面PAC.
(Ⅱ)求四棱锥P-ABCD的体积V.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)连接AC,∵BC=CD,AB=AD,
∴AC⊥BD,
又PA⊥平面ABCD,且BD⊂平面ABCD
∴PA⊥BD
又PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC
又BD⊂平面BDP
∴平面PBD⊥平面PAC
(Ⅱ)依题意得∠CBD=∠CDB=30°,
又BC⊥AB,CD⊥AD,
所以∠DBA=∠BDA=60°
又BC=CD=a,
BD=
3
a

∴△ABD是边长为
3
a的正三角形
V=class="stub"1
3
(S△BCD+S△ABD)•PA
=class="stub"1
3
(class="stub"1
2
•BC•CD•sin1200+class="stub"1
2
•AD•AB•sin600)•a

=class="stub"1
6
(
3
2
a2+
3
2
×3a2)•a=
3
3
a3

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