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已知四棱锥 PABCD 的体积为 12, 四边形 ABCD 是平行四边形, QPA 的中点, 经过直线 CQ 的平面与侧棱 PB,PD 分别交于点 M,N. 设 PM=λPB, PN=μPD, 则

  • A. λ=μ 时, AB// 平面 CMN
  • B. λ=12 时, μ=1
  • C. 四面体 PQBC 的体积为 3
  • D. 四棱锥 PMCNQ 的体积的最小值为 4

  • Aλ=μ1 时, AB//CD, 但 CD 是平面 CMN 的异面直线, 所以 A 错误.
  • Bλ=12, 则 QM//AB//CD, 说明 Q,M,C,D 在一个平面上; 而 Q,C,M,N 也在一个平面上, 所以 D=N, 也即 μ=1, B 正确.
  • C 直接倒一下就有 VQPBC=12VAPBC=12VPABC=14VPABCD=3.
  • D 首先看一下体积的表示: VPMCNQ=VPMCQ+VPNCQ=12λVPABC+12μVPACD=3(λ+μ). 然后找 λ,μ 的关系. 因为四边形 ABCD 是平行四边形, 所以 PA+PC=PB+PDPC=2PQ+1λPM+1μPD. 根据空间向量的共面定理, 2+1λ+1μ=12+(1+1)2λ+μ, 这样 V3×43=4. 所以 D 正确.

这样答案就是 BCD.
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空间向量的共面定理

O 为空间的任意一点, A,B,C 不共线. 若 P,A,B,C 四点共面, 且 OP=λOA+μOB+νOC, 则 λ+μ+ν=1.