(12分)如图,四棱锥 P-A B C D 中,侧面 P…——2017 高考数学第 18 题答案解析

2017_新课标 II 卷 (2017·文)

2017 ?? 第 18 题 解答题 区分题
2017_新课标 II 卷 (2017·文)

18.(12分)如图,四棱锥 $P-A B C D$ 中,侧面 $P A D$ 为等边三角形且垂直于底面 $A B C D, \quad A B=B C=\frac{1}{2} A D, \quad \angle B A D=\angle A B C=90^{\circ}$ .
(1)证明:直线 $B C \|$ 平面 $P A D$ ;
(2)若 $\triangle P C D$ 面积为 $2 \sqrt{7}$ ,求四棱锥 $P-A B C D$ 的体积.

完整解析 · 逐步详解

【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;LS:直线与平面平行.
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离

【分析】(1)利用直线与平面平行的判定定理证明即可.
(2)利用已知条件转化求解几何体的线段长,然后求解几何体的体积即可.
【解答】(1)证明:四棱锥 $P-A B C D$ 中,$\because \angle B A D=\angle A B C=90^{\circ} . \therefore B C \| A D, \because A D \subset$平面 $\mathrm{PAD}, \mathrm{BC} \not \subset$ 平面 PAD ,
∴ 直线 $\mathrm{BC} \|$ 平面 PAD ;
(2)解:四棱锥 $P-A B C D$ 中,侧面 $P A D$ 为等边三角形且垂直于底面 $A B C D, A B=B C=\frac{1}{2} A D, \angle B A D=\angle A B C=90^{\circ}$ .设 $A D=2 x$ ,

则 $A B=B C=x, C D=\sqrt{2} x, O$ 是 $A D$ 的中点,
连接 $\mathrm{PO}, \mathrm{OC}, \mathrm{CD}$ 的中点为: E ,连接 OE ,
则 $O E=\frac{\sqrt{2}}{2} x, P O=\sqrt{3} x, P E=\sqrt{P O^{2}+O E}=\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}} x$ ,
$\triangle P C D$ 面积为 $2 \sqrt{7}$ ,可得:$\frac{1}{2} P E \cdot C D=2 \sqrt{7}$ ,
即:$\frac{1}{2} \times \frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}} \mathrm{x} \cdot \sqrt{2} \mathrm{x}=2 \sqrt{7}$ ,解得 $\mathrm{x}=2, \mathrm{PO}=2 \sqrt{3}$ .
则 $V_{P-A B C D}=\frac{1}{3} \times \frac{1}{2}(B C+A D) \times A B \times P O=\frac{1}{3} \times \frac{1}{2} \times(2+4) \times 2 \times 2 \sqrt{3}=4 \sqrt{3}$ .

【点评】本题考查直线与平面平行的判定定理的应用,几何体的体积的求法,

考查空间想象能力以及计算能力。

✅ 来源:2017年 · ?? · 2017_新课标 II 卷 (2017·文) · 第 18 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

同类专题与考点

返回上层

数学全部真题2017年数学真题??数学真题查看原卷:2017_新课标 II 卷 (2017·文)