解题思路:(1)由线面垂直的性质定理,证出CD⊥平面PAD.在△PCD中根据中位线定理,证出EF∥CD,从而EF⊥平面PAD,结合面面垂直的判定定理,可得平面EFG⊥平面PAD;
(2)根据线面平行判定定理,得到CD∥平面EFG,所以CD上的点M到平面EFG的距离等于点D到平面EFG的距离,得到三棱锥M-EFG的体积等于三棱锥D-EFG的体积.再由面面垂直的性质证出点D到平面EFG的距离等于正△EHD的高,算出△EFG的面积,利用锥体体积公式算出三棱锥D-EFG的体积,即可得到三棱锥M-EFG的体积.
(1)∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,CD⊂平面ABCD,CD⊥AD
∴CD⊥平面PAD…(3分)
又∵△PCD中,E、F分别是PD、PC的中点,
∴EF∥CD,可得EF⊥平面PAD
∵EF⊂平面EFG,∴平面EFG⊥平面PAD;…(6分)
(2)∵EF∥CD,EF⊂平面EFG,CD⊄平面EFG,
∴CD∥平面EFG,
因此CD上的点M到平面EFG的距离等于点D到平面EFG的距离,
∴VM-EFG=VD-EFG,
取AD的中点H连接GH、EH,则EF∥GH,
∵EF⊥平面PAD,EH⊂平面PAD,∴EF⊥EH
于是S△EFH=[1/2]EF×EH=2=S△EFG,
∵平面EFG⊥平面PAD,平面EFG∩平面PAD=EH,△EHD是正三角形
∴点D到平面EFG的距离等于正△EHD的高,即为
3,…(10分)
因此,三棱锥M-EFG的体积VM-EFG=VD-EFG=[1/3]×S△EFG×
3=
2
3
3.…(12分)
点评:
本题考点: 平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.
考点点评: 本题给出底面为正方形的四棱锥,求三棱锥M-EFG的体积并证明面面垂直,着重考查了锥体体积的求法和空间线面平行、面面垂直等位置关系判定的知识,属于中档题.