解答题已知△ABC是正三角形,GC是△ABC的中线,EA、FB、CD都垂直于平面ABC

发布时间:2020-07-09 04:47:12

解答题已知△ABC是正三角形,GC是△ABC的中线,EA、FB、CD都垂直于平面ABC.EA=3a,AB=CD=2a,FB=a,设平面EDF与平面ABC的交线为l.
(1)证明GC∥l;
(2)证明平面EABF与平面EDF垂直;
(3)求多面体ABCDEF的体积.

网友回答

证明:(1)取EF中点H,连DH,HG…1′
在梯形EABF中,HG是梯形中位线,故HG∥DC,HG==2a=CD,
∴四边形HGCD是平行四边形,…3′
∴CG∥DH,
∴CG∥平面EFD,平面EDF∩平面ABC=l
∴CG∥l…5′
(2)△ABC是正三角形,G是AB的中点,
∴CG⊥AB,
∵AE⊥CG,
∴CG⊥平面ABFE,
∴DH⊥平面ABFE,
∴平面EABF⊥平面EDF;…9′
(3)∵三棱柱EMN-ABC的体积V1=SABC?|AE|=?2a?2a?sin60°?3a=3a3,
而四棱锥E-MFDN的体积V2=?SMFDN?h(h为该四棱锥的高,其数值为底面等边△EMN的底边MN上的高),
∴V2=??h
=??
=a3,
∴多面体ABCDEF的体积V=V1-V2=3a3-a3=2a3.…12′解析分析:(1)取EF中点H,连DH,HG,易证四边形HGCD是平行四边形,由线面平行的性质定理可证GC∥l;(2))△ABC是正三角形,G是AB的中点,可证得CG⊥AB,而CG⊥AB,于是可证CG⊥平面ABFE,从而可证平面EABF⊥平面EDF;(3)利用割补法可求得多面体ABCDEF的体积.点评:本题考查直线与平面平行的性质,考查平面与平面垂直的判定及合几何体的体积问题,考查割补法,属于中档题.
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