三棱锥A-BCD中,对棱AD、BC所成的角为30°且AD=BC=a.截面EFGH是平行四边形,交AB、AC、CD、BD于E、F、G、H,设
(1)求证:BC∥平面EFGH;
(2)求证:平行四边形EFGH的周长为定值;
(3)设截面EFGH的面积为S,写出S与t的函数解析式,并求S的最大值.
网友回答
解:(1)证明:∵四边形EFGH为平行四边形∴EF∥GH
又∵EF?平面BCD,GH?平面BCD∴EF∥平面BCD
又∵EF?平面ABC,平面ABC∩平面BCD=BC
∴EF∥BC
又∵BC?平面EFGH,EF?平面EFGH∴BC∥平面EFGH
(2)由(1)可得BC∥HG,同理可证得:AD∥EH
∵EH∥AD∴∴EH=at
又∵Ha∥BC∴
∴HG=a(1-t)∴周长λ=2(EH+HG)=(at+a-at)=2a=定值.
(3)∵EH∥ADHG∥BC
∴∠EHG是AD与BC所成的角(设∠EHG为锐角)∴∠EHG=30°
∴S=EH×HG×sin30°==
∴当t=时,S最大=.
解析分析:(1)由四边形EFGH为平行四边形,可得到EF∥GH,根据线面平行的判定,可得到EF∥平面BCD,再由线面平行的性质可得到EF∥BC最后由线面平行的判定得到BC∥平面EFGH.(2)由(1)可得BC∥HG,同理可证得:AD∥EH,由EH∥AD得到将各边用a,t表示可得周长λ=2(EH+HG)=(at+a-at)=2a=定值.(3)由EH∥AD,HG∥BC,可知∠EHG是AD与BC所成的角且∠EHG=30°,再由正弦定理建立面积模型,利用二次函数法求最值.
点评:本题主要考查了线线,线面,面面平行关系的转化,以及平面图形的周长与面积模型的建立方法,考查很综合,属中档题.