2024年高考数学北京8 |
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2024-08-28 22:28:52 |
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(4分)已知以边长为4的正方形为底面的四棱锥,四条侧棱分别为$4,4,2\sqrt{2},2\sqrt{2}$,则该四棱锥的高为$($ $)$ A.$\dfrac{\sqrt{2}}{2}$ B.$\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ C.$2\sqrt{3}$ D.$\sqrt{3}$ 答案:$D$ 分析:根据题意分析可知平面$PEF\bot$平面$ABCD$,可知$PO\bot$平面$ABCD$,再结合等体积法,即可求解. 解:底面$ABCD$为正方形,边长为4, 当相邻的棱长相等时, 不妨设$PA=PB=AB=4$,$PC=PD=2\sqrt{2}$, 别取$AB$,$CD$的中点$E$,$F$,连接$PE$,$PF$,$EF$, 如图所示:
则$PE\bot AB$,$EF\bot AB$,且$PE\bigcap EF=E$,$PE$,$EF\subset$平面$PEF$, 故$AB\bot$平面$PEF$,且$AB\subset$平面$ABCD$, 所以平面$PEF\bot$平面$ABCD$, 过$P$作$EF$的垂线,垂足为$O$,即$PO\bot EF$, 由平面$PEF\bigcap$平面$ABCD=EF$,$PO\subset$平面$PEF$, 所以$PO\bot$平面$ABCD$, 由题意可得:$PE=2\sqrt{3}$,$PF=2$,$EF=4$, 则$PE^{2}+PF^{2}=EF^{2}$,即$PE\bot PF$, 则$\dfrac{1}{2}PE\cdot PF=\dfrac{1}{2}PO\cdot EF$, 故$PO=\dfrac{PE\cdot PF}{EF}=\sqrt{3}$, 所以四棱锥的高为$\sqrt{3}$, 当相对的棱长相等时, 不妨设$PA=PC=4$,$PB=PD=2\sqrt{2}$, 因为$BD=4\sqrt{2}=PB+PD$,此时不能形成三角形$PBD$,与题意不符,这样情况不存在. 故选:$D$. 点评:本题主要考查棱锥的结构特征,考查转化能力,属于难题.
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