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如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD.

(Ⅰ)证明:BD⊥PC;

(Ⅱ)若AD=4,BC=2,直线PD与平面PAC所成的角为30°,求四棱锥P-ABCD的体积.

答案:
解析:

  (Ⅰ)因为

  又是平面PAC内的两条相较直线,所以BD平面PAC,

  而平面PAC,所以

  (Ⅱ)设AC和BD相交于点O,连接PO,由(Ⅰ)知,BD平面PAC,

  所以是直线PD和平面PAC所成的角,从而

  由BD平面PAC,平面PAC,知

  在中,由,得PD=2OD.

  因为四边形ABCD为等腰梯形,,所以均为等腰直角三角形,从而梯形ABCD的高为于是梯形ABCD面积

  在等腰三角形AOD中,

  所以

  故四棱锥的体积为


提示:

本题考查空间直线垂直关系的证明,考查空间角的应用,及几何体体积计算.第一问只要证明BD⊥平面PAC即可,第二问由(Ⅰ)知,BD⊥平面PAC,所以∠DPO是直线PD和平面PAC所成的角,然后算出梯形的面积和棱锥的高,由V=×S×PA算得体积.


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2
a

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12
AD.
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