在如图所示的几何体中,平行四边形ABCD的顶点都在以AC为直径的圆O上,AD=CD=DP=a,AP=CP=2a,DP∥AM,且AM=1/2DP,E,F分别为BP,CP的中点. (I)证明:EF∥平面ADP; (II)求三棱锥M-ABP的体积
问题描述:
在如图所示的几何体中,平行四边形ABCD的顶点都在以AC为直径的圆O上,AD=CD=DP=a,AP=CP=
a,DP∥AM,且AM=
2
DP,E,F分别为BP,CP的中点.1 2
(I)证明:EF∥平面ADP;
(II)求三棱锥M-ABP的体积.
答
(I)证明:∵AC是圆O的直径,
∴∠ADC为直角,即CD⊥AD (1分)
∵AD=CD=a,∴平行四边形是ABCD正方形,∴BC∥AD
在△PBC中,E,F分别是PB,
PC的中点,∴EF∥BC.
又BC∥AD,∴EF∥AD,
又∵AD⊂平面PAD,EF⊄平面PAD,
∴EF∥平面PAD;
(II)∵AD2+DP2=AP2,∴∠ADP是直角,∴DP⊥AD,(7分)
同理DP⊥CD
∴DP⊥平面 ABCD (8分)
∵DP∥AM,∴AM⊥平面ABCD,(9分)
∴AM⊥AD,又∴AB⊥AD
∴AD⊥平面ABM,(10分)
∴点D到平面ABM的距离AD,即为点P到平面ABM的距离,
在直角三角形ABM中,S△ABM=
AB•AM=1 2
a2 (11分)1 4
∴VP-ABM=
S△ABM•AD=1 3
×1 3
a2•a=1 4
a3 (13分)1 12
∴V M-ABP=V P-ABM=
a3.(14分)1 12