Question

（本小题满分12分）

在四棱锥P－ABCD中，∠ABC＝∠ACD＝90°，∠BAC＝∠CAD＝60°，PA⊥平面ABCD，E为PD的中点，PA＝2AB＝2．

（Ⅰ）求四棱锥P－ABCD的体积V；

（Ⅱ）若F为PC的中点，求证PC⊥平面AEF；

Answer

（Ⅰ）V＝．（Ⅱ）见解析。

【解析】(I)根据棱锥的体积公式关键是求出底面积和高，在求底面积时，可以根据来求.

（II）易证PA=AC，从而确定AF垂直PC，所以解决此问题的关键是证PC垂直EF.因为EF//CD，可以证：PC垂直CD即可.

（Ⅰ）在Rt△ABC中，AB＝1，

∠BAC＝60°，∴BC＝，AC＝2．

在Rt△ACD中，AC＝2，∠CAD＝60°，

∴CD＝2，AD＝4．

∴SABCD＝

．……………… 3分

则V＝．     ……………… 5分

（Ⅱ）∵PA＝CA，F为PC的中点，

∴AF⊥PC．            ……………… 7分

∵PA⊥平面ABCD，∴PA⊥CD．

∵AC⊥CD，PA∩AC＝A，

∴CD⊥平面PAC．∴CD⊥PC．

∵E为PD中点，F为PC中点，

∴EF∥CD．则EF⊥PC．       ……… 11分

∵AF∩EF＝F，∴PC⊥平面AEF．…… 12分