则DF?BF?FA,故?BDA?90?,
又平面ABCD?平面AEB,且平面ABCDI平面ABE?AB,
BC?AB,BC?平面ABCD,
∴BC⊥平面ABE,又AE?平面ABE,∴BC⊥AE.
又AE?BE,BCIBE?B,∴AE⊥平面BCE,又AE?平面ADE, ∴平面ADE?平面BCE. (2)存在点P,且
EP1?时,有EC//平面PBD, EA3连结AC交BD于Q,由CD//AB知
CQCD1??, QAAB2又
EP1CQ??,故CE//PQ,又CE?平面PBD,PQ?平面PBD, PA2QA∴CE//平面PBD.
2.【四川省威远中学2020届高三上学期第一次月考】如图,AB是圆O的直径,点C是圆O上异于A,B的点,PO垂直于圆O所在的平面,且PO=OB=1.
(1)若D为线段AC的中点,求证:AC⊥平面PDO; (2)求三棱锥P-ABC体积的最大值; (3)若
,点E在线段PB上,求CE+OE的最小值.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【解析】
(1)证明:在△AOC中,因为OA=OC,D为AC的中点,所以AC⊥DO.
又PO垂直于圆O所在的平面,所以PO⊥AC. 因为DO∩PO=O,所以AC⊥平面PDO.
(2)解:因为点C在圆O上,所以当CO⊥AB时,C到AB的距离最大,且最大值为1. 又AB=2,所以△ABC面积的最大值为
.
又因为三棱锥P-ABC的高PO=1, 故三棱锥P-ABC体积的最大值为
.
(3)解:
在△POB中,PO=OB=1,∠POB=90°, 所以同理
.
,所以PB=PC=BC.
在三棱锥P-ABC中,将侧面BCP绕PB旋转至平面BC′P,使之与平面ABP共面,如图所示. 当O,E,C′共线时,CE+OE取得最小值. 又因为OP=OB,从而
,所以
垂直平分PB,即E为PB的中点. ,
即CE+OE的最小值为.
3.【2019年山西重点中学协作体高三暑假联考】如图,在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,
AD?DC?CB?1,ABC?60?,四边形ACFE为矩形,平面ACFE?平面ABCD,CF?1.
(1)求证:BC⊥平面ACFE; (2)求多面体ABCDEF的体积. 【答案】(1) 见解析(2) 【解析】
(1)在梯形ABCD中,
∵ABPCD,AD?DC?CB?1,?ABC?60?,
∴AB?2,∴AC2?AB2?BC2? 2AB?BC?cos60??3, ∴AB2?AC2?BC2,∴BC?AC.
又平面ACFE?平面ABCD,平面ACFE?平面ABCD?AC,BC?平面ABCD, ∴BC?平面ACFE.
3 2
(2)取AC的中点H,连接DH,由题意知DH?AC, ∴DH?平面ACFE,且DH?,
11?3. ?1?1?3??DH?BC??S矩形ACFE? 1???33?2?212故V多面体ABCDEF?VB?ACFE?VD?ACFE ?4.【2020年四川省雅安市雨城区雅安中学高三上学期开学摸底】如图,已知多面体ABCDEF中,平面ADE?平面ABCD,ABPCDPEF,AD:EF:CD?2:3:4. ?ABD、?ADE均为正三角形,(Ⅰ)求证:BD?平面BFC; (Ⅱ)若AD?2,求该多面体的体积.
【答案】(1)见解析(2)【解析】
9 2(Ⅰ)因为AB//CD,所以?ADC?120?,?ABD为正三角形,所以?BDC?60?. 设AD?a,因为AD:CD?2:4?1:2,所以CD?2a, 在?BDC中,由余弦定理,得
BC?a2?4a2?2a?2acos60??3a,
所以BD2?BC2?CD2,所以BD?BC.
取AD的中点O,连接EO,因为?ADE为正三角形,所以EO?AD, 因为平面ADE?平面ABCD,所以EO?平面ABCD. 取BC的中点G,连接FG,OG,则OG?平行四边形,
所以FG//EO,所以FG?平面ABCD,所以FG?BD. 因为FG?BC?G,所以BD?平面BFC.
AB?CD?EF,且EF//OG,所以四边形OEFG为2
(Ⅱ)过G作直线MN//AD,延长AB与MN交于点M,MN与CD交于点N,连接FM,FN. 因为G为BC的中点,所以MG?OA且MG//OA,所以四边形AOGM为平行四边形,所以
AM?OG.
同理DN?OG,所以AM?OG?DN?EF?3.
又AB//CD,所以AM//DN,所以AM//DN//EF,所以多面体MNF?ADE为三棱柱. 过M作MH?AD于H点,因为平面ADE?平面ABCD,所以MH?平面ADE,
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