则OE,PO,PE,
△PCD面积为2,可得:2,
即:,解得x=2,PO=2.
则VP﹣ABCD(BC+AD)×AB×PO4.
12.【2017年新课标1文科18】如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°. (1)证明:平面PAB⊥平面PAD;
(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,且四棱锥P﹣ABCD的体积为,求该四棱锥的侧面积.
【解答】证明:(1)∵在四棱锥P﹣ABCD中,∠BAP=∠CDP=90°, ∴AB⊥PA,CD⊥PD, 又AB∥CD,∴AB⊥PD, ∵PA∩PD=P,∴AB⊥平面PAD, ∵AB?平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD.
解:(2)设PA=PD=AB=DC=a,取AD中点O,连结PO, ∵PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,平面PAB⊥平面PAD, ∴PO⊥底面ABCD,且AD,PO,
∵四棱锥P﹣ABCD的体积为,
由AB⊥平面PAD,得AB⊥AD,
∴VP﹣ABCD
,
解得a=2,∴PA=PD=AB=DC=2,AD=BC=2∴PB=PC2
,
,PO,
∴该四棱锥的侧面积:
S侧=S△PAD+S△PAB+S△PDC+S△PBC
=6+2.
13.【2017年新课标3文科19】如图四面体ABCD中,△ABC是正三角形,AD=CD. (1)证明:AC⊥BD;
(2)已知△ACD是直角三角形,AB=BD,若E为棱BD上与D不重合的点,且AE⊥EC,求四面体
ABCE与四面体ACDE的体积比.
【解答】证明:(1)取AC中点O,连结DO、BO, ∵△ABC是正三角形,AD=CD, ∴DO⊥AC,BO⊥AC,
∵DO∩BO=O,∴AC⊥平面BDO, ∵BD?平面BDO,∴AC⊥BD.
解:(2)法一:连结OE,由(1)知AC⊥平面OBD, ∵OE?平面OBD,∴OE⊥AC,
设AD=CD,则OC=OA=1,EC=EA,
∵AE⊥CE,AC=2,∴EC2+EA2=AC2, ∴EC=EACD,
∴E是线段AC垂直平分线上的点,∴EC=EA=CD,
由余弦定理得: cos∠CBD,
即,解得BE=1或BE=2,
∵BE<<BD=2,∴BE=1,∴BE=ED,
∵四面体ABCE与四面体ACDE的高都是点A到平面BCD的高h, ∵BE=ED,∴S△DCE=S△BCE,
∴四面体ABCE与四面体ACDE的体积比为1. 法二:设AD=CD,则AC=AB=BC=BD=2,AO=CO=DO=1, ∴BO,∴BO2+DO2=BD2,∴BO⊥DO,
以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OD为z轴,建立空间直角坐标系, 则C(﹣1,0,0),D(0,0,1),B(0,,0),A(1,0,0),
设E(a,b,c),
,(0≤λ≤1),则(a,b,c﹣1)=λ(0,
,﹣,1﹣λ), ∴
(1,
),
(﹣1,
),
∵AE⊥EC,∴1+3λ2+(1﹣λ)2=0,
由λ∈[0,1],解得,∴DE=BE,
∵四面体ABCE与四面体ACDE的高都是点A到平面BCD的高h, ∵DE=BE,∴S△DCE=S△BCE,
∴四面体ABCE与四面体ACDE的体积比为1.
1),解得E(0,
14.【2017年北京文科18】如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥AB,PA⊥BC,AB⊥BC,PA=AB=BC=2,
D为线段AC的中点,E为线段PC上一点.
(1)求证:PA⊥BD;
(2)求证:平面BDE⊥平面PAC;
(3)当PA∥平面BDE时,求三棱锥E﹣BCD的体积.
【解答】解:(1)证明:由PA⊥AB,PA⊥BC,
AB?平面ABC,BC?平面ABC,且AB∩BC=B,
可得PA⊥平面ABC, 由BD?平面ABC, 可得PA⊥BD;
(2)证明:由AB=BC,D为线段AC的中点, 可得BD⊥AC,
由PA⊥平面ABC,PA?平面PAC, 可得平面PAC⊥平面ABC, 又平面PAC∩平面ABC=AC,
BD?平面ABC,且BD⊥AC,
即有BD⊥平面PAC,
BD?平面BDE,
可得平面BDE⊥平面PAC;