如图,在四棱锥S-ABCD中,AB⊥AD,AB∥CD,CD=3AB,平面SAD⊥平面ABCD,M是线段AD上一点,AM=AB,DM=DC,SM⊥AD. (1)证明:BM⊥平面SMC; (2)设三棱锥C-SBM与四棱锥S-ABCD的体积分别为
问题描述:
如图,在四棱锥S-ABCD中,AB⊥AD,AB∥CD,CD=3AB,平面SAD⊥平面ABCD,M是线段AD上一点,AM=AB,DM=DC,SM⊥AD.
(1)证明:BM⊥平面SMC;
(2)设三棱锥C-SBM与四棱锥S-ABCD的体积分别为V1与V,求
的值. V1 V
答
(1)证明:∵平面SAD⊥平面ABCD,平面SAD∩平面ABCD=AD,SM⊂平面SAD,SM⊥AD
∴SM⊥平面ABCD,(1分)
∵BM⊂平面ABCD,∴SM⊥BM.(2分)
∵四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD,AM=AB,DM=DC,
∴△MAB,△MDC都是等腰直角三角形,
∴∠AMB=∠CMD=45°,∠BMC=90°,BM⊥CM.(4分)
∵SM⊂平面SMC,CM⊂平面SMC,SM∩CM=M,
∴BM⊥平面SMC(6分)
(2)三棱锥C-SBM与三棱锥S-CBM的体积相等,
由(1)知SM⊥平面ABCD,
得
=V1 V
,(9分)
SM×1 3
BM×CM1 2
SM×1 3
(AB+CD)×AD1 2
设AB=a,由CD=3AB,AM=AB,DM=DC,
得CD=3a,BM=
a,CM=3
2
a,AD=4a,
2
从而
=V1 V
=
a×3
2
a
2
(a+3a)×4a
.(12分)3 8