如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,AB=2,BC=2,且侧面PAB是正三角形,平面PAB⊥平面ABCD,E是棱PA的中点. (1)求证:PC∥平面EBD; (2)求三棱锥P-EBD的体积.

问题描述:

如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是矩形,AB=2,BC=

2
,且侧面PAB是正三角形,平面PAB⊥平面ABCD,E是棱PA的中点.

(1)求证:PC∥平面EBD;
(2)求三棱锥P-EBD的体积.

(1)证明:在矩形ABCD中,连接AC,设AC、BD交点为O,则O是AC中点.
又E是PA中点,所以EO是△PAC的中位线,所以PC∥EO…(3分)
又EO⊂平面EBD,PC⊄平面EBD.
所以PC∥平面EBD…(6分)
(2) 取AB中点H,则由PA=PB,得PH⊥AB,
又平面PAB⊥平面ABCD,且平面PAB∩平面ABCD=AB,
所以PH⊥平面ABCD.             …..(8分)
取AH中点F,由E是PA中点,得EF∥PH,所以EF⊥平面ABCD.
VP-EBD=VP-ABD-VE-ABD=

1
3
S△ABD•PH-
1
3
S△ABD•EF,
由题意可求得:S△ABD=
2
,PH=
3
,EF=
3
2
,…..(10分)
VP-EBD=
1
3
×
2
×
3
-
1
3
×
2
×
3
2
=
6
6
.          …..(12分)