如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC,AC⊥BC.侧面A1ABB1是边长为a的菱形,且垂直于底面ABC,∠A1AB=60°,E,F分别是AB1,BC的中点.??
(1)求证:直线EF∥平面A1ACC1;???
(2)在线段AB上确定一点G,使平面EFG⊥平面ABC,并给出证明;??
(3)记三棱锥A-BCE的体积为V,且,求a的取值范围.
网友回答
(1)证明:连接A1C,A1E.因为??侧面A1ABB1是菱形,E是AB1的中点,所以??E也是A1B的中点,
又因为??F是BC的中点,所以??EF∥A1C.
因为??A1C?平面A1ACC1,EF?平面A1ACC1,所以??直线EF∥平面A1ACC1.?????????????????…(4分)
(2)解:当时,平面EFG⊥平面ABC,证明如下:…(5分)
连接EG,FG.因为??侧面A1ABB1是菱形,且∠A1AB=60°,所以△A1AB是等边三角形.
因为??E是A1B的中点,,所以??EG⊥AB.
因为??平面A1ABB1⊥平面ABC,且平面A1ABB1∩平面ABC=AB,所以??EG⊥平面ABC.
又因为??EG?平面EFG,所以??平面EFG⊥平面ABC.???????????????????????????????????…(8分)
(3)解:因为△A1AB是边长为a的等边三角形,所以??,
所以??.
根据??,解得,即?.??????????????????…(12分)
解析分析:(1)连接A1C,A1E,结合菱形的性质及F是BC的中点,由三角形的中位线定理,可证得EF∥A1C,由线面平行的判定定理即可得到直线EF∥平面A1ACC1;???(2)取G为线段AB上靠近B点的四等分点,连接EG,FG,由菱形的性质及E是A1B的中点,可得EG⊥AB,又由平面A1ABB1⊥平面ABC,根据面面垂直的性质定理可得EG⊥平面ABC,又由面面垂直的判定定理,即可得到平面EFG⊥平面ABC;(3)由△A1AB是边长为a的等边三角形,则我们可以求出EG的长,结合(2)中EG⊥平面ABC,利用等体积法,我们易将棱锥A-BCE的体积为V表示为a表达式,结合,构造关于a的不等式,解不等式即可得到