如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为等腰梯形,AB∥CD,AC⊥BD,垂足为H,PH是四棱锥的高.(Ⅰ)证明:平面PAC⊥平面PBD;(Ⅱ)若AB=6,∠APB=∠ADB=60°,求四棱锥P-ABCD的体积.

问题描述:

如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为等腰梯形,AB∥CD,AC⊥BD,垂足为H,PH是四棱锥的高.

(Ⅰ)证明:平面PAC⊥平面PBD;
(Ⅱ)若AB=

6
,∠APB=∠ADB=60°,求四棱锥P-ABCD的体积.


(1)因为PH是四棱锥P-ABCD的高.
所以AC⊥PH,又AC⊥BD,PH,BD都在平PHD内,且PH∩BD=H.
所以AC⊥平面PBD.
故平面PAC⊥平面PBD(6分)
(2)因为ABCD为等腰梯形,AB∥CD,AC⊥BD,AB=

6

所以HA=HB=
3

因为∠APB=∠ADB=60°
所以PA=PB=
6
,HD=HC=1.
可得PH=
3

等腰梯形ABCD的面积为S=
1
2
ACxBD=2+
3
(9分)
所以四棱锥的体积为V=
1
3
×(2+
3
)×
3
=
3+2
AB=
6
,∠APB=∠ADB=60°,计算等腰梯形ABCD的面积,PH是棱锥的高,然后求四棱锥P-ABCD的体积.
考试点:平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.

知识点:本题考查平面与平面垂直的判定,棱柱、棱锥、棱台的体积,考查空间想象能力,计算能力,推理能力,是中档题.