(本小题满分12分,(Ⅰ)小问4分,(Ⅱ)小问8分)
如图,四棱锥中,底面是以为中心的菱形,底面,,,为上一点,且。
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)若,求四棱锥的体积。
解:(Ⅰ)
如图,因为菱形,为菱形中心,连接,则,因,故,,所以,故。由底面,所以,从而与平面内的两条相交直线垂直,所以平面。
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得:,设,由底面知,为直角三角形,,由也是直角三角形,故,连接,在中,,由已知,故为直角三角形,则,即,得,(舍去),即,此时。所以四棱锥的体积。
本题主要考查空间几何体点、直线,平面的位置关系。
(Ⅰ)证明线面垂直,可先转化为证线线垂直;
(Ⅱ)通过解三角形求出各边的长度再求体积。