(2010•丹东一模)已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1=2

(2010•丹东一模)已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,且AB=AA1=2,D、E、F分别为B1A、C1C、BC的中点.
(Ⅰ)求证:DE∥平面ABC;
(Ⅱ)求证:B1F⊥平面AEF;
(Ⅲ)求三棱锥E-AB1F的体积.
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platero 幼苗

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解题思路:(1)证法1:根据直线与平面平行的判定定理可知,只要在平面ABC里面找到一条直线与DE平行即可,过DE构造平行四边形,使其与平面ABC相交,则可得DE与交线平行,所以进一步可得DE∥平面ABC;
证法2:根据直线与平面平行的判定定理可知,只要在平面ABC里面找到一条直线与DE平行即可,因为D、E均为中点,所以构造平行线的时候可以考虑一下构造“中位线”.
(2)证明直线与平面垂直,关键要找到两条相交直线与之都垂直.有时候题目中没有现成的直线与直线垂直,需要我们先通过直线与平面垂直去转化一下,如欲证B1F⊥AF,可以先证明AF⊥平面B1BCC1;利用勾股定理,易证明B1F⊥FE
(3)本题的后两问是递进式的,第(2)问是为第(3)问作铺垫的.解决三棱锥求体积的问题,关键在于找到合适的高与对应的底面,切忌不审图形,盲目求解.由第(2)问易知,可将B1F看成是高,Rt△AEF作为底面

(I)方法1:设G是AB的中点,连接DG,则DG平行且等于EC,(2分)
所以四边形DECG是平行四边形,所以DE∥GC,
从而DE∥平面ABC.(4分)
方法2:连接A1B、A1E,并延长A1E交AC的延长线于点P,连接BP.
由E为C1C的中点,A1C1∥CP,可证A1E=EP,(2分)
∵D、E是A1B、A1P的中点,∴DE∥BP,
又∵BP⊂平面ABC,DE⊄平面ABC,∴DE∥平面ABC(4分)

(II)∵△ABC为等腰直角三角形,F为BC的中点,∴BC⊥AF,
又∵B1B⊥平面ABC,可证B1F⊥AF,(6分)
∵AB=AA1=2,∴B1F=
6,EF=
3,B1E=3,
∴B1F2+EF2=B1E2,∴B1F⊥FE,
∵AF∩FE=F,∴B1F⊥平面AEF(8分)
(III)AF=
2,SRt△AEF=

6
2,(10分)
VE−AB1F=VB1−AEF=
1
3SRt△AEF•B1F=1(12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;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本小题主要考查空间线面关系、几何体的体积等知识,考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力

1年前

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