在直角梯形ABCD中.AD∥BC..AB⊥BC.CD⊥BD.如图1.把△ABD沿BD翻折.使得平面A′BD⊥平面BCD.如图2.(Ⅰ)求证:CD⊥A′B,(Ⅱ)求三棱锥A′-BDC的体积,(Ⅲ)在线段
在直角梯形ABCD中,AD∥BC,
,AB⊥BC,CD⊥BD,如图1.把△ABD沿BD翻折,使得平面A′BD⊥平面BCD,如图2.

(Ⅰ)求证:CD⊥A′B;
(Ⅱ)求三棱锥A′-BDC的体积;
(Ⅲ)在线段BC上是否存在点N,使得A′N⊥BD?若存在,请求出
的值;若不存在,请说明理由.在线课程满分(12分).
解:(Ⅰ)∵平面A'BD⊥平面BCD,平面A'BD∩平面BCD=BD,CD⊥BD
∴CD⊥平面A'BD,…(2分)
又∵AB?平面A'BD,∴CD⊥A'B. …(4分)
(Ⅱ)如图(1)在
.
∵AD∥BC,∴∠ADB=DBC=30°.
在
.
∴
.…(6分)
如图(2),在Rt△A'BD中,过点A'做A'E⊥BD于E,∴A'E⊥平面BCD.
∵
,…(7分)
∴
.…(8分)
(Ⅲ)在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,理由如下:
如图(2)在Rt△A'EB中,
,
∴
,…(9分)
过点E做EN∥DC交BC于点N,则
,
∵CD⊥BD,∴EN⊥BD,…(10分)
又A'E⊥BD,A'E∩EN=E,∴BD⊥平面A'EN,
又A'N?平面A'EN,∴A'N⊥BD.
∴在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,此时
.…(12分)
分析:(Ⅰ)通过已知条件证明CD⊥平面A'BD,然后证明CD⊥A'B.
(Ⅱ)在Rt△ABD中,推出∠ADB=DBC=30°.求出S△BDC,在Rt△A'BD中,过点A'做A'E⊥BD于E,说明A'E⊥平面BCD.说明是几何体的高,即可求解.
(Ⅲ)在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,过点E做EN∥DC交BC于点N,推出EN⊥BD,说明BD⊥平面A'EN,A'N⊥BD.即可证明在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD.
点评:本小题主要考查直线与直线、直线与平面的位置关系、棱锥体积公式等基础知识,考查空间想象能力、推理论证能力及运算求解能力,考查化归与转化思想、数形结合思想.


(Ⅰ)求证:CD⊥A′B;
(Ⅱ)求三棱锥A′-BDC的体积;
(Ⅲ)在线段BC上是否存在点N,使得A′N⊥BD?若存在,请求出

解:(Ⅰ)∵平面A'BD⊥平面BCD,平面A'BD∩平面BCD=BD,CD⊥BD
∴CD⊥平面A'BD,…(2分)
又∵AB?平面A'BD,∴CD⊥A'B. …(4分)
(Ⅱ)如图(1)在


∵AD∥BC,∴∠ADB=DBC=30°.
在

∴

如图(2),在Rt△A'BD中,过点A'做A'E⊥BD于E,∴A'E⊥平面BCD.
∵

∴

(Ⅲ)在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,理由如下:
如图(2)在Rt△A'EB中,

∴

过点E做EN∥DC交BC于点N,则

∵CD⊥BD,∴EN⊥BD,…(10分)
又A'E⊥BD,A'E∩EN=E,∴BD⊥平面A'EN,
又A'N?平面A'EN,∴A'N⊥BD.
∴在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,此时

分析:(Ⅰ)通过已知条件证明CD⊥平面A'BD,然后证明CD⊥A'B.
(Ⅱ)在Rt△ABD中,推出∠ADB=DBC=30°.求出S△BDC,在Rt△A'BD中,过点A'做A'E⊥BD于E,说明A'E⊥平面BCD.说明是几何体的高,即可求解.
(Ⅲ)在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD,过点E做EN∥DC交BC于点N,推出EN⊥BD,说明BD⊥平面A'EN,A'N⊥BD.即可证明在线段BC上存在点N,使得A'N⊥BD.
点评:本小题主要考查直线与直线、直线与平面的位置关系、棱锥体积公式等基础知识,考查空间想象能力、推理论证能力及运算求解能力,考查化归与转化思想、数形结合思想.

