Question

如圖所示，在四棱錐中，底面為矩形，平面，點(diǎn)在線段上，平面．

（1）證明：平面.；
（2）若，求三棱錐的體積．

Answer 1

（1）見(jiàn)解析（2）

試題分析：（1）要證平面,需證與平面內(nèi)的兩條相交直線都垂直，
由平面,可證，由平面，可證.根據(jù)線面垂直的判定定理，
可證平面.（2）設(shè)矩形的對(duì)角線的交點(diǎn)為,連結(jié)，由（1）的結(jié)論可知平面，從而有，所以矩形為正方形，邊長(zhǎng)為2；由平面，知，因此與相似，可確定的各邊長(zhǎng)，然后由求三棱錐的體積.
試題解析：（1）∵PA⊥平面ABCD，
∴PA⊥BD．
∵PC⊥平面BDE，
∴PC⊥BD．
又PA∩PC＝P，∴BD⊥平面PAC．                  6分

（2）如圖，設(shè)AC與BD的交點(diǎn)為O，連結(jié)OE．
∵PC⊥平面BDE，∴PC⊥OE．
由（1）知，BD⊥平面PAC，∴BD⊥AC，
由題設(shè)條件知，四邊形ABCD為正方形．
由AD＝2，得AC＝BD＝2，OC＝．
在Rt△PAC中，PC＝＝＝3．
易知Rt△PAC∽R(shí)t△OEC，
∴＝＝，即＝＝，∴OE＝，CE＝．
∴V_E-BCD＝S_△CEO·BD＝·OE·CE·BD＝···2＝．   13分