如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1,AA1=AB=2a,D、E分别为CC1、A1B的中点.

如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1,AA1=AB=2a,D、E分别为CC1、A1B的中点.
(1)求证:DE∥平面ABC;
(Ⅱ)求证:AE⊥BD;
(Ⅲ)求三棱锥D-A1BA的体积.
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smithwhy 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)利用三角形的中位线定理、平行四边形的判定定理和性质定理及线面平行的判定定理即可得出;
(Ⅱ)利用线面垂直的判定定理和性质定理即可证明;
(Ⅲ)利用三棱锥的体积计算公式即可得出.

证明:(Ⅰ)如图所示:取AB的中点F,连接EF、CF、ED.
又∵BE=EA1,∴EF

.
1
2AA1.
由已知得CD

.
1
2AA1,∴CD

.EF.
∴四边形EFCD为平行四边形,
∴ED∥FC.
又∵ED⊄平面ABC,CF⊂平面ABC.
∴ED∥平面ABC.
(Ⅱ)由正三棱柱ABC-A1B1C1,可得A1A⊥底面ABC,∴A1A⊥CF.
由F是正△ABC的边AB的中点,∴CF⊥AB.
又A1A∩AB=A,∴CF⊥侧面ABB1A1
∵ED∥FC,∴DE⊥侧面ABB1A1
∴DE⊥AE.
在等腰△ABA1中,由AB=AA1,BE=EA1
∴AE⊥A1B.
又∵A1B∩DE=E.
∴AE⊥平面A1BD.
∴AE⊥BD.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知:DE⊥侧面ABB1A1,且DE=CF=
3a.
∴V三棱锥D−ABA1=[1/3×S△ABA1×DE=
1

1
2(2a)2×
3a=
2
3a3
3].

点评:
本题考点: 直线与平面垂直的性质;直线与平面平行的判定.

考点点评: 熟练掌握线面平行、垂直的判定定理和性质定理及三棱锥的体积计算公式是解题的关键.

1年前

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