Question

如圖所示，ABCD是正方形，PA⊥平面ABCD，E、F是AC、PC的中點(diǎn)
（1）求證：AC⊥DF；
（2）若PA=2，AB=1，求三棱錐C-PED的體積．

Answer 1

分析：（1）連接ED、EF，由E、F是AC、PC的中點(diǎn)，可得EF∥PA，再由PA⊥平面ABCD，可得EF⊥平面ABCD，進(jìn)而EF⊥AC，由底面的對角線互相垂直及線面垂直的判定定理可得：AC⊥平面DEF，進(jìn)而AC⊥DF；
（2）由已知可得PA為三棱錐P-CED的高，由PA=2，AB=1，求出棱錐的底面和高，代入可得答案．

解答：證明：（1）連接ED、EF，
∵ABCD是正方形，E是AC的中點(diǎn)，
∴ED⊥AC…（1分）
又∵E、F分別是AC、PC的中點(diǎn)
∴EF∥PA…（2分）
又∵PA⊥平面ABCD，
∴EF⊥平面ABCD，…（3分）
∵AC?平面ABCD，
∴EF⊥AC…（4分）
又∵ED∩EF=E，ED，EF?平面DEF
∴AC⊥平面DEF…（5分）
又∵DF?平面DEF
故AC⊥DF…（7分）
解：（2）∵PA⊥平面ABCD，
∴是PA三棱錐P-CED的高，且PA=2
∵ABCD是正方形，E是AC的中點(diǎn)，
∴△CED是等腰直角三角形…（9分）
又∵AB=1，
故CE=ED=

2

2

，
S△CED=

1

2

CE•ED=

1

2

•

2

2

•

2

2

=

1

4

…（12分）
故VC-PED=VP-CED=

1

3

•S△CED•PA=

1

3

•

1

4

•2=

1

6

…（14分）

點(diǎn)評：本題考查的知識點(diǎn)是線面垂直的判定與性質(zhì)，棱錐的體積，熟練掌握空間線面垂直與線線垂直的互相轉(zhuǎn)化是解答的關(guān)鍵．