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如图.棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中.P为AD1中点(I)求三棱锥C-PDB的体积(II)在对角线A1C上是否存在一点Q.使得AD1∥平面QBD.若存在.求出,若不存在.说明理由.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:06:00分类:高中数学题库

如图,棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为AD1中点
(I)求三棱锥C-PDB的体积
(II)在对角线A1C上是否存在一点Q,使得AD1∥平面QBD,若存在,求出数学公式;若不存在,说明理由.在线课程解:(I)∵P为AD1中点
故P点到底面ABCD的距离等于棱长的一半
又∵S△BCD=
∵VC-PDB=CP-BCD==;
(II)连接BC1,DC1,
∵AD1∥BC1,
∴AD1∥平面BDC1,
令A1C∩平面BDC1=Q
由正方体的几何特征易得A1C⊥平面BDC1,
且A1Q=2QC
故=2
分析:(I)由已知中棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为AD1中点,则VC-PDB=CP-BCD,求出棱锥的高和底面面积,代入棱锥体积公式即可求出答案;
(II)连接BC1,DC1,由线面平行的判定定理,易得AD1∥平面BDC1,则直线A1C与平面BDC1的交点即为Q,根据正方体的性质易得到的值.
点评:本题考查的知识点是直线与平面平行的判定与性质,三棱锥的体积,其中(1)的关键是利用等体积法将求三棱锥C-PDB的体积,转化为求三棱锥P-CDB的体积,(II)的关键是找到满足条件的Q点的位置.