Question

如图，在四棱锥P-ABCD中，底面ABCD是边长为2的正方形，侧面PAD⊥底面ABCD，且PA=PD=AD，若E、F分别为PC、BD的中点．
（1）求证：EF∥平面PAD；
（2）求证：平面PDC⊥平面PAD．
（3）求四棱锥P-ABCD的体积V_P-ABCD．

Answer

（1）连接AC，利用三角形中位线的性质，证明EF∥PA，利用线面平行的判定，可得EF∥平面PAD；
（2）面面垂直的性质，证明CD⊥平面PAD，进而可证平面PAD⊥平面PDC；
（3）先计算P-ADC的体积，再计算求四棱锥P-ABCD的体积VP-ABCD．
（1）证明：连接AC，则F是AC的中点，在△CPA中，EF∥PA，…（2分）
∵PA⊂平面PAD，EF⊄平面PAD，
∴EF∥平面PAD                              …（4分）
（2）证明：因为平面PAD⊥平面ABCD，平面PAD∩平面ABCD=AD，
又CD⊥AD，所以CD⊥平面PAD，…（7分）
又CD⊂平面PDC，∴平面PAD⊥平面PDC．…（8分）
（3）【解析】
∵，∴PA2+PD2=AD2，
∴，…（10分）
又由（2）可知CD⊥平面PAD，CD=2，…（11分）
∴，…（13分）
∴．…（14分）