如图,四边形 $ABCD$ 为正方形,$QA \perp $ 平面 $ABCD$,$PD\parallel QA$,$QA = AB = \dfrac{1}{2}PD$.
【难度】
【出处】
2011年高考辽宁卷(文)
【标注】
  1. 证明:$PQ \perp $ 平面 $DCQ$;
    标注
    答案
    解析
    由条件知 $PDAQ$ 为直角梯形.
    $\because$ $QA \perp $ 平面 $ABCD$,$\therefore$ 平面 $PDAQ \perp $ 平面 $ABCD$,交线为 $AD$.
    又四边形 $ABCD$ 为正方形,$DC \perp AD$,$\therefore$ $DC \perp $ 平面 $PDAQ$,可得 $PQ \perp DC$.
    在直角梯形 $PDAQ$ 中可得\[DQ = PQ = \frac{\sqrt 2 }{2}PD,\]则 $PQ \perp QD$.所以 $PQ \perp $ 平面 $DCQ$.
  2. 求棱锥 $Q - ABCD$ 的体积与棱锥 $P - DCQ$ 的体积比值.
    标注
    答案
    解析
    设 $AB = a$.由题设知 $AQ$ 为棱锥 $Q - ABCD$ 的高,
    所以棱锥 $Q - ABCD$ 的体积\[{V_1} = \frac{1}{3}{a^3}.\]由(1)知 $PQ$ 为棱锥 $P - DCQ$ 的高,而 $PQ = \sqrt 2 a$,$\triangle DCQ$ 的面积为 $\dfrac{\sqrt 2 }{2}{a^2}$,所以棱锥 $P - DCQ$ 的体积\[{V_2} = \dfrac{1}{3}{a^3}.\]故棱锥 $Q - ABCD$ 的体积与棱锥 $P - DCQ$ 的体积比值为 $ 1 $.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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