如图,边长为1的正方形ABCD中,点E是AB的中点,点F是BC的中点,将△AED、△DCF分别沿DE、DF折起,使A、C两点重合于点A1.
(1)求证:A1D⊥EF;
(2)求三棱锥A1-DEF的体积.
网友回答
解:(1)由正方形ABCD知,∠DCF=∠DAE=90°,
∴A1D⊥A1F,A1D⊥A1E,
∵A1E∩A1F=A1,A1E、A1F?平面A1EF.
∴A1D⊥平面A1EF.
又∵EF?平面A1EF,
∴A1D⊥EF.
(2)∵A1F=A1E=,EF=
∴A1F2+A1E2==EF2,得A1E⊥A1F,
∴△A1EF的面积为,
∵A1D⊥平面A1EF.
∴A1D是三棱锥D-A1EF的底面A1EF上的高线,
因此,三棱锥A1-DEF的体积为:.
解析分析:(1)由正方形ABCD知∠DCF=∠DAE=90°,得A1D⊥A1F且A1D⊥A1E,所以A1D⊥平面A1EF.结合EF?平面A1EF,得A1D⊥EF;(2)由勾股定理的逆定理,得△A1EF是以EF为斜边的直角三角形,而A1D是三棱锥D-A1EF的高线,可以算出三棱锥D-A1EF的体积,即为三棱锥A1-DEF的体积.
点评:本题以正方形的翻折为载体,证明两直线异面垂直并且求三棱锥的体积,着重考查空间垂直关系的证明和锥体体积公式等知识,属于中档题.