設四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是邊長為1的正方形,且PA⊥面ABCD.
(1)求證:直線PC⊥直線BD;
(2)過直線BD且垂直于直線DC的平面交PC于點E,如果三棱錐E-BCD的體積取得最大值,求此時四棱錐P-ABCD的高.
考點:棱柱、棱錐、棱臺的體積,空間中直線與直線之間的位置關系
專題:空間位置關系與距離
分析:(1)連AC交BD于O,由已知得PA⊥BD,BD⊥AC,由此能證明直線PC⊥直線BD.
(2)作EF⊥AC于F,連OE,由已知得當EO=EC時EF有最大值,從而得到當四棱錐的高為
2
時,三棱錐E-BCD有最大值.
解答: (1)證明:連AC交BD于O
∵PA⊥平面ABCD
∴PA⊥BD
∵ABCD是正方形
∴BD⊥AC
∵PA∩AC=平面PAC
∴BD⊥平面PAC
∵PC?平面PAC
∴直線PC⊥直線BD.
解:作EF⊥AC于F,連OE
∵PC⊥平面BDE
∴PC⊥OE
∴當PA的長度變化時,點E的軌跡是以OC為直徑的半圓
∴當EO=EC時EF有最大值
此時PA=AC=
2
•AB=
2
,
∵PA就是四棱錐P-ABCD的高
∴當四棱錐的高為
2
時,三棱錐E-BCD有最大值.
點評:本題考查異面直線垂直的證明,考查三棱錐E-BCD的體積取得最大值時四棱錐P-ABCD的高的求法,是中檔題,解題時要注意空間思維能力的培養(yǎng).
練習冊系列答案
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1
n
[(x1-
.
x
)2
+(x2-
.
x
)2
+…+(xn-
.
x
)2
],其中
.
x
為x1,x2,…,xn的平均數(shù))(  )
A、5.8B、6.8
C、7.8D、8.8

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10
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10
B、x2+(y-2)2=
10
C、x2+(y-2)2=10
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