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已知四棱锥 P−ABCD 的体积为 12, 四边形 ABCD 是平行四边形, Q 为 PA 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 P−MCNQ 的体积的最小值为 4
解

  • A 当 λ=μ≠1 时, AB//CD, 但 CD 是平面 CMN 的异面直线, 所以 A 错误.
  • B 当 λ=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 VQ−PBC=12VA−PBC=12VP−ABC=14VP−ABCD=3.
  • D 首先看一下体积的表示: VP−MCNQ=VP−MCQ+VP−NCQ=12λVP−ABC+12μVP−ACD=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→+PD→⇒PC→=−2PQ→+1λPM→+1μPD→. 根据空间向量的共面定理, −2+1λ+1μ=1≥−2+(1+1)2λ+μ, 这样 V≥3×43=4. 所以 D 正确.

这样答案就是 BCD.
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