求解一道高中数学题
2019-05-03
(1)、如图所示,连接BO。
因为AD=4,PA=PD=2√2,满足勾股定理PA²+PD²=AD²,
所以△PAD为等腰直角三角形,由点O为AD中点可知PO⊥AD,PO=AO=DO=2,
又因为平面PAD⊥平面ABCD,所以PO⊥平面ABCD,
GO在平面ABCD上,所以PO⊥GO,
因为在直角梯形ABCD中AD=2BC=2CD,点O为AD中点,
易知四边形BCDO为正旅伍方形,△AOB为等腰直角三角形,
再由点G为AB中点可知∠BOC=∠BOG=45°,∠COG=90°,即GO⊥CO,
因为PO⊥GO,GO⊥CO,PO、CO均在平面POC上且相交于点O,
所以GO⊥平面POC。
(2)、如图滑镇绝所示,过点G作EG⊥AD,过点O作FO⊥DG,连接BO、PF。
因为题(1)已证△AOB为等腰直角三角形,点G为AB中点,EG⊥AD,
所以E为AO中点,有AE=EO=EG=1,DE=3,算得DG=√10,
又因为FO⊥DG,可知△DEG∽△DFO,有DG/DO=DE/DF,
即(√10)/2=3/DF,算得DF=3(√10)/5,
因为题(1)已证PO⊥平面ABCD,DG在平面ABCD上,PO=2,
所以PO为三棱锥P-DOG的高,PO⊥DG,
则因为FO⊥DG,PO⊥DG,FO、PO均在平面POF上且相交于点O,
所以DG⊥平面POF,PF在平面POF上,所以DG⊥PF,
在信姿直角△PFD中由PD=2√2,DF=3(√10)/5算得PF=(√110)/5,
所以△PDG的面积为DG×PF÷2=(√10)×[(√110)/5]÷2=√11,
又因为三棱锥P-DOG的体积=△POG面积×PO×1/3
=DO×EG÷2×PO×1/3=2×1÷2×2×1/3=2/3,
所以三棱锥P-DOG的体积=△PDG面积×点O到平面PDG的距离×1/3
=(√11)×点O到平面PDG的距离×1/3=2/3,算得点O到平面PDG的距离为(2√11)/11。