优题选
题目:如图1,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E,F分别是边CD,CB的中点,AC∩EF=O.沿EF将△CEF翻折到△PEF,连接PA,PB,PD,得到如图2的五棱锥P﹣ABFED,且PB=

如图1,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E,F分别是边CD,CB的中点,AC∩EF=O.沿EF将△CEF翻折到△PEF,连接PA,PB,PD,得到如图2的五棱锥P﹣ABFED,且PB= .

(1)求证:BD⊥平面POA;

(2)求四棱锥P﹣BFED的体积.

【答案】

(1)证明:如图,

∵点E,F分别是边CD,CB的中点,

∴BD∥EF.

∵菱形ABCD的对角线互相垂直,

∴BD⊥AC.

∴EF⊥AC.

∴EF⊥AO,EF⊥PO.

∵AO⊂平面POA,PO⊂平面POA,AO∩PO=O,

∴EF⊥平面POA.

∴BD⊥平面POA.

(2)解:设AO∩BD=H,连接BO,

∵∠DAB=60°,

∴△ABD为等边三角形.

∴BD=4,BH=2,HA=2,HO=PO=.

在Rt△BHO中,BO==,

在△PBO中,BO2+PO2=10=PB2 ,

∴PO⊥BO.

∵PO⊥EF,EF∩BO=O,EF⊂平面BFED,BO⊂平面BFED,

∴PO⊥平面BFED.

梯形BFED的面积为S==3,

∴四棱锥P﹣BFED的体积V==3.

【解析】

(1)由三角形的中位线定理可证BD∥EF,再由菱形的对角线互相垂直证得BD⊥AC.即可得到EF⊥AO,再由已知可得EF⊥PO,然后利用线面垂直的判定得答案;

(2)设AO∩BD=H,连接BO,结合已知可得HO=PO= , 通过解直角三角形求得PO⊥平面BFED.然后求出梯形BFED的面积,代入棱锥的体积公式得答案.

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