Question

已知三棱錐P—ABC中，PC⊥底面ABC，AB=BC，

D、F分別為AC、PC的中點，DE⊥AP于E．

    （1）求證：AP⊥平面BDE；                

（2）求證：平面BDE⊥平面BDF；

（3）若AE∶EP=1∶2，求截面BEF分三棱錐

P—ABC所成兩部分的體積比．

Answer 1

（Ⅰ）證明見解析（Ⅱ）證明見解析（Ⅲ）兩部分體積的比為1∶2或2∶1

解析:

(1）∵PC⊥底面ABC，BD平面ABC，∴PC⊥BD．

由AB=BC，D為AC的中點，得BD⊥AC．又PC∩AC=C，∴BD⊥平面PAC． 又PA平面、PAC，∴BD⊥PA．由已知DE⊥PA，DE∩BD=D，∴AP⊥平面BDE．

  （2）由BD⊥平面PAC，DE平面PAC，得BD⊥DE．由D、F分別為AC、PC的中點，得DF//AP．

由已知，DE⊥AP，∴DE⊥DF. BD∩DF=D，∴DE⊥平面BDF．

又DE平面BDE，∴平面BDE⊥平面BDF．

  （3）設點E和點A到平面PBC的距離分別為h₁和h₂．則

           h₁∶h₂=EP∶AP=2∶3,

    

    故截面BEF分三棱錐P—ABC所成兩部分體積的比為1∶2或2∶1