如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥DC,△PAD是等边三角形,已知AD=4,BD=43,AB=2CD=8.

2025-05-05 05:33:15
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回答1:

证明:(Ⅰ)在△ABD中,
∵AD=4,BD=4

3
,AB=8,∴AD2+BD2=AB2
∴AD⊥BD.(2分)
又∵平面PAD⊥平面ABCD,
平面PAD∩平面ABCD=AD,BD?平面ABCD,
∴BD⊥平面PAD.
又BD?平面MBD,
∴平面MBD⊥平面PAD.(4分)

(Ⅱ)当M点位于线段PC靠近C点的三等分点处时,PA∥平面MBD.(5分)
证明如下:连接AC,交BD于点N,连接MN.
∵AB∥DC,所以四边形ABCD是梯形.
∵AB=2CD,∴CN:NA=1:2.
又∵CM:MP=1:2,
∴CN:NA=CM:MP,∴PA∥MN.(7分)
∵MN?平面MBD,∴PA∥平面MBD.(9分)

(Ⅲ)过P作PO⊥AD交AD于O,
∵平面PAD⊥平面ABCD,
∴PO⊥平面ABCD.
即PO为四棱锥P-ABCD的高.(11分)
又∵△PAD是边长为4的等边三角形,∴PO=
3
2
×4=2
3
.(12分)
在Rt△ADB中,斜边AB边上的高为
4×4
3
8
=2
3
,此即为梯形ABCD的高.
∴梯形ABCD的面积SABCD
4+8
2
×2
3
=12
3
.(14分)
VP?ABCD
1
3
×12