18.如图,在四棱锥中,底面ABCD为直角梯形,AD//BC,
,
,Q是AD的中点。
(I)求证:平面底面ABCD;
(II)求三棱锥的体积
(1)见解析;
本题属于立体几何应用中的基本问题,题目的难度不大,用到一些平面几何的知识。
(1)化为求线面垂直
(2)转变思想,换个角度看问题。
(I)连接BQ,因为ABCD是直角梯形,AD∥BC,AD=2BC,Q为AD的中点,
所以BCDQ为平行四边形,又因为CD=,所以QB=
.
因为ΔPAD是边长为2的正三角形,Q是AD的中点,
所以PQ⊥AD,PQ=,
在ΔPQB中,QB=,PB=
,有
,所以PQ⊥DQ.
因为AD∩BQ=Q,AD、BQ平面ABCD,
所以PQ⊥平面ABCD.
因为PQ平面PAD,所以平面PAD⊥平面ABCD.
(II)由(I)知:PQ⊥平面ABCD,PQ=,
因为底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=,
所以ΔBCD是直角三角形,其中∠BCD=
本题考查了空间面面垂直、求椎体体积等知识,全面考查了学生阅读能力、空间想象能力与分析问题解决问题的能力,属于中档题,立体几何也是高考的必考内容,常与平几知识相结合,也有的会需要建立空间坐标系,结合空间向量的知识解决。
第二问求三棱锥的体积,如果不知道转化,则无法求出.