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=
,∠APB=∠ADB=60°,求四棱锥P-ABCD的体积.
6
答
(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=
,HD=HC=1.
6
可得PH=
.
3
等腰梯形ABCD的面积为S=
ACxBD=2+1 2
(9分)
3
所以四棱锥的体积为V=
×(2+1 3
)×
3
=
3
3+2