Question

在四棱锥P-ABCD中，∠ABC=∠ACD=90°，∠BAC=∠CAD=60°，PA⊥平面ABCD，E为PD的中点，PA=2，AB=1．
（Ⅰ）求四棱锥P-ABCD的体积V；
（Ⅱ）若F为PC的中点，求证：平面PAC⊥平面AEF．

Answer

（Ⅰ）在Rt△ABC中，AB=1，∠BAC=60°，故，由此能求出四棱锥P-ABCD的体积V．
（Ⅱ）由PA⊥平面ABCD，知PA⊥CD，由此能证明平面PAC⊥平面AEF．
【解析】
（Ⅰ）在Rt△ABC中，AB=1，∠BAC=60°，
∴…（2分）
在Rt△ACD中，AC=2，∠CAD=60°，…（4分）
∵，
…（6分）
证：（Ⅱ）∵PA⊥平面ABCD，
∴PA⊥CD…（7分）
又AC⊥CD，PA∩AC=A
∴CD⊥平面PAC，…（8分）
∵E、F分别是PD、PC的中点，∴EF∥CD
∴EF⊥平面PAC…（10分），
∵EF⊂平面AEF，
∴平面PAC⊥平面AEF…（12分）