【题目】如图,在四棱锥
中,底面
为菱形,
,点
在线段
上,且
,
为
的中点.
![]()
(Ⅰ)若
,求证:平面
平面
;
(Ⅱ)若平面
平面
,
为等边三角形,且
,求三棱锥
的体积.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)
.
【解析】试题分析:⑴由
得
,底面为菱形,
,利用面面垂直判定定理证明;
⑵法一:由面
面
,推出
,计算出
,则
;法二:推出
面
,
,先计算出
,
,,然后![]()
解析:(Ⅰ)∵PA=PD,AO=OD,∴PO⊥AD,
又∵底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,∴BO⊥AD,
PO∩BO=O,∴AD⊥平面POB
又AD平面PAD,∴平面POB⊥平面PAD;
(Ⅱ)方法一
∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PO⊥AD,
∴PO⊥平面ABCD,
∵
平面ABCD
∴PO⊥OB
∵
为等边三角形,
,∴
,
∵底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,
∴![]()
∴
由(Ⅰ) AD⊥平面POB∴BC⊥平面POB
∴![]()
方法二
∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PO⊥AD,
∴PO⊥平面ABCD,
∵
为等边三角形,
,∴
,
∵底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,![]()
由(Ⅰ)BO⊥AD∴
∵PM=2MC
∴![]()