解题思路:(1)①由AB∥CD,知∠PBA是PB与CD所成的角,故∠PBA=45°所以在直角三角形PAB中,PA=AB=a,由此能求出四棱锥P-ABCD的体积.
②由AB⊥AD,CD∥AB,知CD⊥AD,又PA⊥ABCD,故∠PDA是二面角P-CD-B的平面角,由此能求出二面角P-CD-B的大小.
(2)当点E在线段PC上,且PE:EC=2:1时,平面EBD垂直平面ABCD.理由:连AC、BD交于O点,连EO.由△AOB∽△COD,且CD=2AB,知CO=2AO∴PE:EC=AO:CO=1:2,由此能够推导出平面EBD垂直于平面ABCD.
(1)①∵AB∥CD,∴∠PBA是PB与CD所成的角,则∴∠PBA=45°
所以在直角三角形PAB中,PA=AB=a,
VP−ABCD=
1
3•PA•SABCD=
1
2a3.(3分)
②∵AB⊥AD,CD∥AB,
∴CD⊥AD,又PA⊥ABCD,
∴PA⊥CD,∴CD⊥PAD,
∴CD⊥PD,
∴∠PDA是二面角P-CD-B的平面角,
在直角三角形PDA中,PA=AD=a,
∴∠PDA=45°,即二面角P-CD-B为450.(7分)
(2)当点E在线段PC上,且PE:EC=2:1时,
平面EBD垂直平面ABCD理由如下:
连AC、BD交于O点,连EO.
由△AOB∽△COD,且CD=2AB
∴CO=2AO∴PE:EC=AO:CO=1:2
∴PA∥EO.…(11分)
∵PA⊥底面ABCD,
∴EO⊥底面ABCD.
又EO在平面EBD内,
∴平面EBD垂直于平面ABCD.…(13分)
点评:
本题考点: 二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的判定.
考点点评: 本题考查四棱锥体积的求法,考查二面角大小的求法,确定E点的位置,使得平面EBD垂直于平面ABCD.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地化空间问题为平面问题.