如图,在四棱锥S‐ABCD中,底面ABCD为菱形,∠BAD=60∘,平面SAD⊥平面ABCD,SA=SD,E,P,Q分别是棱AD,SC,AB的中点.(1)求证:PQ∥平面SAD.(2)求证:AC⊥平面SEQ.(3)如果SA=AB=2,求三棱锥S‐ABC的体积.

如图,在四棱锥S‐ABCD中,底面ABCD为菱形,∠BAD=60∘,平面SAD⊥平面ABCD,SA=SD,E,P,Q分别是棱AD,SC,AB的中点.(1)求证:PQ∥平面SAD.(2)求证:AC⊥平面SEQ.(3)如果SA=AB=2,求三棱锥S‐ABC的体积.

(1)取SD中点F

,连接AF

,PF

因为P,F分别是棱SC,SD的中点

所以FP∥CD

且FP=12CD

又因为菱形ABCD中,Q是AB的中点

所以AQ∥CD

且AQ=12CD

所以FP∥AQ

且FP=AQ

所以四边形AQPF为平行四边形

所以PQ∥AF

又因为PQ⊄平面SAD

AF⊂平面SAD

所以PQ∥平面SAD

(2)连接BD

因为△SAD中,SA=SD,点E是棱AD的中点

所以SE⊥AD

又平面SAD

⊥平面ABCD

平面SAD

∩平面ABCD

=AD

SE⊂平面SAD

所以SE⊥平面ABCD

所以SE⊥AC

因为底面ABCD为菱形

E,Q分别是棱AD,AB的中点

所以BD

⊥AC,EQ∥BD

所以EQ⊥AC

因为SE

∩E

Q=E

所以AC⊥平面SEQ

(3)因为菱形ABCD中,∠BAD=60∘,AB=2

所以S△ABC=12AB⋅BC⋅sin∠ABC=√3

因为SA=AD=SD=2,E是AD的中点

所以SE=√3

由上一问可知SE⊥平面ABC

所以三棱锥S‐ABC的体积V=1

3S△ABC⋅SE=1