【題目】如圖,四棱錐 中,底面ABCD為矩形,側面PAD為正三角形,且平面 ABCD平面, E為PD中點, AD=2.

(Ⅰ)求證:平面 平面PCD;
(Ⅱ)若二面角 的平面角大小 滿足 ,求四棱錐 的體積.

【答案】解:(Ⅰ)取AD中點為O, BC中點為E,
由側面PAD為正三角形,且平面 平面ABCD知 平面ABCD,故 ,
,則 平面PAD,所以 ,
,則 ,又E是PD中點,則 ,
由線面垂直的判定定理知 平面PCD,
平面AEC,故平面 平面PCD.
(Ⅱ)

如圖所示,建立空間直角坐標系
令AB=a,則 .
由(Ⅰ)知 為平面PCE的法向量,
為平面PAC的法向量,
由于 均與n垂直,
解得
,由 ,解得 .
故四棱錐 的體積
【解析】(1)由平面與平面垂直的性質(zhì)可得直線與平面垂直,進而得到直線與直線垂直,利用直線與平面垂直的判定定理得到直線與平面垂直,一組相交直線分別垂直于同一平面,故可推出平面與平面垂直。
(2)將立體幾何坐標化,通過向量的方法,設出平面法向量,最終求得四棱錐的體積。
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件,利用平面與平面垂直的判定的相關知識可以得到問題的答案,需要掌握一個平面過另一個平面的垂線,則這兩個平面垂直.

練習冊系列答案
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