(2014•重庆模拟)已知在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,且满足AD⊥AB,BC∥AD,A

(2014•重庆模拟)已知在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,且满足AD⊥AB,BC∥AD,AD=16,AB=8,BB1=8,E,F分别是线段A1A,BC上的点.
(1)若A1E=5,BF=10,求证:BE∥平面A1FD.
(2)若BD⊥A1F,求三棱锥A1AB1F的体积.
wrt2346 1年前 已收到1个回答 举报

lolly407869938 幼苗

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解题思路:(1)欲证BE∥平面A1FD,只需证平面A1FD外一直线与平面A1FD内一直线平行,过E作EG∥AD交A1D于G,连接GF,根据比例关系可证得四边形BFGE是平行四边形,则BE∥FG,又FG⊂平面A1FD,BE⊄平面A1FD,满足定理所需条件;
(2)先证明FB⊥平面AA1B1B,从而BF为三棱锥FA1B1A的高,然后根据V三棱锥A1AB1F=V三棱锥FA1B1A=[1/3]×S△AA1B1×BF进行求解即可.

证明:(1)过E作EG∥AD交A1D于G,连接GF.
∵[A1E/A1A]=[5/8],∴[EG/AD]=[5/8],∴EG=10=BF.
∵BF∥AD,EG∥AD,∴BF∥EG.
∴四边形BFGE是平行四边形.
∴BE∥FG.(4分)
又FG⊂平面A1FD,BE⊄平面A1FD,
∴BE∥平面A1FD.(6分)
(2)∵在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,A1A⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,
∴A1A⊥BD.
由已知,BD⊥A1F,AA1∩A1F=A1
∴BD⊥平面A1AF.
∴BD⊥AF.(8分)
∵梯形ABCD为直角梯形,且满足AD⊥AB,BC∥AD,
∴在Rt△BAD中,tan∠ABD=[AD/AB]=2.
在Rt△ABF中,tan∠BAF=[FB/AB]=[BF/8].
∵BD⊥AF,∴∠ABD+∠BAF=[π/2],
∴[BF/8]=[1/2],BF=4.(10分)
∵在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,A1A⊥平面ABCD,∴平面AA1B1B⊥平面ABCD,
又平面ABCD∩平面AA1B1B=AB,∠ABF=90°,
∴FB⊥平面AA1B1B,即BF为三棱锥FA1B1A的高.(12分)
∵∠AA1B1=90°,AA1=BB1=8,A1B1=AB=8,
∴S△AA1B1=32.
∴V三棱锥A1AB1F=V三棱锥FA1B1A=[1/3]×S△AA1B1×BF=[128/3].(14分)

点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.

考点点评: 本题主要考查了线面平行的判定,以及锥体体积的计算,同时考查了推理论证的能力,属于中档题.

1年前

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