如图,在正三棱柱ABC一DEF中,AB=2,AD=1,P是CF的延长线上一点,过A、B、P三点的平面交FD于M,交EF于N.(I)求证:MN∥平面CDE:(II)当平

发布时间:2020-07-31 17:41:23

如图,在正三棱柱ABC一DEF中,AB=2,AD=1,P是CF的延长线上一点,过A、B、P三点的平面交FD于M,交EF于N.
(I)求证:MN∥平面CDE:
(II)当平面PAB⊥平面CDE时,求三梭台MNF-ABC的体积.

网友回答

解:(Ⅰ)∵正三棱柱ABC一DEF中,平面ABC∥平面DEF,平面PAB∩平面DEF=MN,平面PAB∩平面ABC=AB,
所以AB∥MN;…(2分)
又∵平行四边形ABED中,DE∥AB,∴DE∥MN,;?…(4分)
∵MN?平面CDE,DE?平面CDE,
∴MN∥平面CDE…(6分)
(Ⅱ)取AB中点G、DE中点H,连接PG、CH,则
由GH∥PC知P、C、G、H在同一平面上,并且由PA=PB知PG⊥AB,
类似于(Ⅰ)的证明方法可得AB平行于平面PAB与平面CDE的交线,
因此PG也垂直于该交线,
由此可得,若平面PAB⊥平面CDE,则PG⊥平面CDE,可得PG⊥CH
根据平面几何知识,得Rt△PCG∽Rt△HGC,所以=…(8分)
设PF=t,则=,可得t=2…(10分)
从而,得到MF=
∴VNMF-ABC=VP-ABC-VP-MNF=×[22×3-()2×2]=…(13分)

解析分析:(Ⅰ)根据正三棱柱的性质,平面与平面平行的性质定理,可得AB∥MN,结合DE∥AB得到DE∥MN,最后用线面平行的判定定理,可证出MN∥平面CDE.(II)取AB中点G、DE中点H,连接PG、CH,利用线面平行的性质结合面面垂直的性质,可得PG⊥CH,再由平面几何知识得Rt△PCG∽Rt△HGC,算出PF=2,进而得到FM=且△PMN是等边三角形,最后利用两个三棱锥体积相减即可得到三梭台MNF-ABC的体积.

点评:本题在一个正三棱柱中探索面面垂直问题,并求截出三棱台的体积,着重考查了线面位置关系、台体体积求法等有关知识,考查学生空间想象能力,属于中等题.
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