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如图,已知三棱锥P-ABC,∠ACB=90°,CB=4,AB=20,D为AB中点,M为PB的中点,且△PDB是正三角形,

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/12 21:03:32
如图,已知三棱锥P-ABC,∠ACB=90°,CB=4,AB=20,D为AB中点,M为PB的中点,且△PDB是正三角形,PA⊥PC.
(Ⅰ)求证:DM∥平面PAC;
(Ⅱ)求证:平面PAC⊥平面ABC;
(Ⅲ)求三棱锥M-BCD的体积.
如图,已知三棱锥P-ABC,∠ACB=90°,CB=4,AB=20,D为AB中点,M为PB的中点,且△PDB是正三角形,
(1)∵△PAB中,D为AB中点,M为PB中点,
∴DM∥PA
∵DM⊄平面PAC,PA⊂平面PAC,
∴DM∥平面PAC…(4分)
(2)∵D是AB的中点,△PDB是正三角形,AB=20,
∴PD=DB=AD=
1
2AB=10.…(5分)
∴△PAB是直角三角形,且AP⊥PB,…(6分)
又∵AP⊥PC,PB∩PC=P,PB、PC⊂平面PBC
∴AP⊥平面PBC.            …(8分)
∵BC⊂平面PBC
∴AP⊥BC.                 …(10分)
又∵AC⊥BC,AP∩AC=A,AP、AC⊂平面PAC.
∴BC⊥平面PAC.…(12分)
∵BC⊂平面ABC.
∴平面PAC⊥平面ABC.…(14分)
(3)由(1)知DM∥PA,由(2)知PA⊥平面PBC,
∴DM⊥平面PBC.…(15分)
∵正三角形PDB中易求得DM=5
3,…(16分)
且S△BCM=
1
2S△PBC=
1
2•
1
2BC•PC=
1
4•4•
102−42=2
21.…(17分)
∴VM−BCD=VD−BCM=
1
3×5
3×2
21=10
7.…(18分)