如图,在四棱锥P-ABCD中,ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=1,AB=3,点F是PD的中点,点E在CD上移动. (1)求三棱锥E-PAB体积; (2)当点E为CD的中点时,试判断EF与平面PAC的关系,并说明理

如图,在四棱锥P-ABCD中,ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AD=1,AB=
3
,点F是PD的中点,点E在CD上移动.

(1)求三棱锥E-PAB体积;
(2)当点E为CD的中点时,试判断EF与平面PAC的关系,并说明理由;
(3)求证:PE⊥AF.
数学人气:185 ℃时间:2019-08-21 05:00:30
优质解答
(1)∵PA⊥平面ABCD,
VE−PABVP−ABE
1
3
S△ABE•PA=
1
3
×
1
2
×1×
3
×1=
3
6

(2)当点E为BC的中点时,EF||平面PAC.
理由如下:∵点E,F分别为CD、PD的中点,
∴EF||PC.∵PC⊂平面PAC,EF⊂平面PAC∴EF||平面PAC
(3)∵PA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD∴CD⊥PA∵ABCD是矩形,
∴CD⊥AD∵PA∩AD=A,∴CD⊥平面PAD∵AF⊂平面PAD∴AF⊥DC∵PA=AD,
点F是PD的中点∴AF⊥PD,
又CD∩PD=D∴AF⊥平面PDC
∵PE⊂平面PDC,∴PE⊥AF.
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