如图所示,等腰△ABC的底边AB=6,高CD=3,点E是线段BD上异于点B、D的动点,点F在BC边上,且EF⊥AB,现沿EF将△BEF折起到△PEF的位置,使PE⊥AE,记BE=x,V(x)表示四棱柱P-ACFE的体积.
(1)求证:面PEF⊥面ACFE;
(2)求V(x)的表达式,并求当x为何值时V(x)取得最大值?
网友回答
证明:(1)由折起的过程可知,PE⊥EF.又PE⊥AE,AE∩EF=E,
∴PE⊥面ACFE.又PE?面PEF,
∴面PEF⊥面ACFE.
解:(2)由(1)知PE⊥面ACFE,则PE即为四棱锥P-ACFE的高.
而S△ABC=9,S△BEF=x?=,
∴V(x)=VP-ACB-VP-BEF
=(×6×3-)x
=x?(9-),(0<x<3).
∴V′(x)=×(9-),所以当0<x<6时,V′(x)>0,V(x)单调递增;
当6<x<3时,V′(x)<0,V(x)单调递减.因此当x=6时,V(x)取得最大值12.
解析分析:(1)要证面PEF⊥面ACFE,只需证明面PEF内的直线PE,垂直平面ACEF内的两条相交直线AE、EF即可;(2)利用V(x)=VP-ACB-VP-BEF求V(x)的表达式,求导数求其极值点,确定x的值,求出V(x)的最大值.
点评:本题考查平面与平面垂直的判定,利用导数求函数在闭区间上的最大值问题,考查学生逻辑思维能力,空间想象能力,计算能力,是中档题.