如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为菱形,∠ABC=60°,PA⊥底面ABCD,PA=AB=2,E为PA的中点.

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  • (Ⅰ)证明:设AC、BD相交于点F,连接EF,

    ∵ABCD底面ABCD为菱形,∴F为AC的中点,

    又∵E为PA的中点,∴EF ∥ PC.

    又∵EF⊄平面EBD,PC⊂平面EBD,

    ∴PC ∥ 平面EBD.

    (Ⅱ)∵底面ABCD为菱形,∠ABC=60°,

    ∴△ACD是边长为2正三角形,

    又∵PA⊥底面ABCD,∴PA为三棱锥P-ACD的高,

    ∴V C-PAD= V P-ACD =

    1

    3 S △ACD •PA=

    1

    3 ×

    3

    4 × 2 2 ×2=

    2

    3

    3 .

    (Ⅲ)在侧棱PC上存在一点M,满足PC⊥平面MBD,下面给出证明.

    ∵PA⊥底面ABCD,

    又ABCD底面ABCD为菱形,∴AC⊥BD,

    ∵BD⊂平面ABCD,

    ∴BD⊥PC.

    在△PBC内,可求 PB=PC=2

    2 ,BC=2,

    在平面PBC内,作BM⊥PC,垂足为M,

    设PM=x,则有 8- x 2 =4-(2

    2 -x ) 2 ,解得 x=

    3

    2

    2 <2

    2 .

    连接MD,∵PC⊥BD,BM⊥PC,BM∩BD=B,BM⊂平面BDM,BD⊂平面BDM,

    ∴PC⊥平面BDM.

    所以满足条件的点M存在,此时PM的长为

    3

    2

    2 .