(2010•长春模拟)如图1所示,在边长为12的正方形AA′A1′A1中,点B,C在线段AA′上,且AB=3,BC=4,

(2010•长春模拟)如图1所示,在边长为12的正方形AA′A1′A1中,点B,C在线段AA′上,且AB=3,BC=4,作BB1∥AA1,分别交A1A1′、AA1′于点B1、P,作CC1∥AA1,分别交A1A1′、AA1′于点C1、Q,将该正方形沿BB1、CC1折叠,使得A′A1′与AA1重合,构成如图2所示的三棱柱ABC-A1B1C1
(1)在三棱柱ABC-A1B1C1中,求证:AB⊥平面BCC1B1
(2)求平面APQ将三棱柱ABC-A1B1C1分成上、下两部分几何体的体积之比.
liaoxueliu 1年前 已收到1个回答 举报

云上的梦 幼苗

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解题思路:(1)在三棱柱ABC-A1B1C1中,要证:AB⊥平面BCC1B1;只需证明AB垂直平面内的两条相交直线,BC和BB1即可.
(2)求平面APQ将三棱柱ABC-A1B1C1分成上、下两部分几何体的体积之比,先求下部四棱锥的体积,再求棱柱的体积,然后求出两部分体积比.

(1)证明:在正方形AA′A1′A1中,
因为A′C=AA′-AB-BC=5,
所以三棱柱ABC-A1B1C1的底面三角形ABC的边AC=5.
因为AB=3,BC=4,所以AB2+BC2=AC2.所以AB⊥BC.
因为四边形AA′A1′A1为正方形,BB1∥AA1,所以AB⊥BB1
而BC∩BB1=B,BCÌ平面BCC1B1,BB1Ì平面BCC1B1
所以AB⊥平面BCC1B1.(7分)
(2)因为AB⊥平面BCC1B1,所以AB为四棱锥A-BCQP的高.
因为四边形BCQP为直角梯形,且BP=AB=3,CQ=AB+BC=7,
所以梯形BCQP的面积为SBCQP=[1/2](BP+CQ)×BC=20.
所以四棱锥A-BCQP的体积VA-BCQP=[1/3]SBCQP×AB=20.
由(1),知BB1⊥AB,BB1⊥BC,且AB∩BC=B,AB⊂平面ABC,BC⊂平面ABC.
所以BB1⊥平面ABC.所以三棱柱ABC-A1B1C1为直棱柱.
所以三棱柱ABC-A1B1C1的体积为VABC-A1B1C1=S△ABC×BB1=72.
故平面APQ将三棱柱ABC-A1B1C1分成上、下两部分的体积之比为[72−20/20]=[13/5](14分)

点评:
本题考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直,棱锥、棱柱的体积求法,考查空间想象能力,是中档题.

1年前

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