(2013•日照二模)如图是一直三棱柱(侧棱CD⊥底面ABC)被削去上底后的直观图与三视图的侧(左)视图、俯视图,在直观

(2013•日照二模)如图是一直三棱柱(侧棱CD⊥底面ABC)被削去上底后的直观图与三视图的侧(左)视图、俯视图,在直观图中,M是BD的中点,N是BC的重点,侧(左视图是直角梯形,俯视图是等腰直角三角形,有关数据如图所示.
(Ⅰ)求该几何体的体积;
(Ⅱ)求证:AN∥平面CEM;
(Ⅲ)求证:平面BDE⊥平面BCD.
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280555521 幼苗

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解题思路:(I)由平面ABC⊥平面ACDE,结合面面垂直的性质定理可得AB⊥平面ACDE,结合已知三视图中数据可得AC=AB=AE=2,CD=4,代入棱锥体积公式,可得答案.
(II)连接MN,由三角形中位线定理及平行四边形判定定理可得四边形ANME为平行四边形,即AN∥EM,结合线面平行的判定定理可得AN∥平面CEM;
(Ⅲ)根据等腰三角形三线合一,可得AN⊥BC,结合面面垂直的性质定理可得AN⊥平面BCD,结合(II)中AN∥EM,由线面垂直的判定定理得到EM⊥平面BCD,再由面面垂直的判定定理得到平面BDE⊥平面BCD.

(Ⅰ)由题意可知:
四棱锥B-ACDE中,平面ABC⊥平面ACDE,AB⊥AC,
又∵平面ABC∩平面ACDE=AC,AB⊂平面ABC
∴AB⊥平面ACDE,
又∵AC=AB=AE=2,CD=4,…(2分)
则四棱锥B-ACDE的体积为:V=
1
3S梯形ACDE•AB=
1

(4+2)×2
2×2=4,
即该几何体的体积为4.…(4分)
证明:(Ⅱ)由题图知,连接MN,则MN∥CD,
且MN=
1
2CD.
又AE∥CD,且AE=
1
2CD,…(6分)
∴MN∥AE,MN=AE,
∴四边形ANME为平行四边形,
∴AN∥EM.
∵AN⊄平面CME,EM⊂平面CME,
∴AN∥平面CME.…(8分)
(Ⅲ)∵AC=AB,N是BC的中点,
∴AN⊥BC,
又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC,AN⊂平面ABC
∴AN⊥平面BCD.…(10分)
由(Ⅱ)知:AN∥EM,
∴EM⊥平面BCD,
又EM⊂平面BDE,
∴平面BDE⊥平面BCD.…(12分)

点评:
本题考点: 平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.

考点点评: 本题考查的知识点是直线与平面平行的判定,棱锥的体积,平面与平面垂直的判定,其中(I)的关键是由面面垂直的性质定理可得AB⊥平面ACDE,(II)的关键是分析出四边形ANME为平行四边形,即AN∥EM,(III)的关键是熟练掌握空间线线垂直,线面垂直与面面垂直之间的相互转化.

1年前

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