四面体D-ABC,中,AB=BC,在侧面DAC中,中线AN⊥中线DM,且DB⊥AN.
(1)求证:平面ACD⊥平面ABC;
(2)若AN=4,DM=3,BD=5,求四面体D-ABC的体积.
网友回答
解:(1)∵AN⊥DM,AN⊥DB且DB∩DM=D,
∴AN⊥平面BDM,
∵BM?平面BDM,∴AN⊥BM
又∵△ABC中,AB=BC且M为AC中点,∴AC⊥BM
∵AN、AC是平面ACN内的相交直线,∴BM⊥平面ACD,
∵BM?平面ABC,∴平面ABC⊥平面ACD
(2)连接MN,
∵四边形ADNM中,对角线AN、DM互相垂直,AN=4,DM=3,
∴四边形ADNM面积S=AN×DM=6
∵MN是△ACD的中位线,
∴△CMN∽△CAD,得S△CMN=S△CAD,
因此四边形ADNM面积等于S△CAD=6,得S△CAD=8
∵BM⊥平面ACD,得DM⊥BM
∴Rt△BDM中,BM==4
所以四面体D-ABC的体积V=VB-ACD=S△CAD×BM=.
解析分析:(1)根据线面垂直的判定定理,得AN⊥平面BDM,所以AN⊥BM.而等腰△ABC中AC⊥BM,所以BM⊥平面ACD,最后根据面面垂直判定定理,得平面ABC⊥平面ACD;(2)根据四边形ADNM中,对角线AN、DM互相垂直,得出SADNM=S△CAD=6,得S△CAD=8.用勾股定理算出BM的长,最后根据BM⊥平面ACD,结合锥体体积公式,可算出四面体D-ABC的体积.
点评:本题给出特殊四面体,求证面面垂直并求锥体体积,着重考查了线面垂直、面面垂直的判定与性质和面积体积公式等知识,属于中档题.