如图,已知在空间四边形ABCD中,AB=AC=DB=DC,E为BC的中点.

4个回答

  • 解题思路:(I)由等腰三角形“三线合一”,可证出AE⊥BC且DE⊥BC,再用线面垂直的判定定理可证出BC⊥平面ADE,从而得到平面ADE⊥平面ABC;

    (II)根据题意可算出△ADE是边长为4的等边三角形,再结合BC⊥平面ADE,即可算出几何体ABCD的体积;

    (III)记AD的中点为H,在BC上取一点F,使BF=2,连接GF、EH.根据三角形重心的性质得到线段成比例,从而GF∥EH,最后利用线面平行的判定得到GF∥平面ADE,

    从而在BC上存在一点F,使GF∥平面ADE.

    (Ⅰ)∵AB=AC,E为BC中点,∴AE⊥BC,---(1分)

    同理DE⊥BC,

    又∵AE∩DE=E,AE、DE⊂平面ADE

    ∴BC⊥平面ADE,----(3分)

    ∵BC⊂平面ABC

    ∴平面ADE⊥平面ABC----(5分)

    (Ⅱ)∵AB=5,∴AB=AC=DB=DC=5

    ∵BC=6,∴BE=3,Rt△ABE中,DE=

    52−32=4,同理AE=4,---(7分)

    又∵AD=4,∴△ADE是边长为4的等边三角形,S△ADE=4

    3,

    ∵BC⊥平面ADE

    ∴四面体ABCD的体积V=

    1

    3S△ADE×BC=8

    3.----(9分)

    (Ⅲ)假设在BC上取一点F,使GF∥平面ADE.

    记AD的中点为H,在BC上取一点F,使BF=2,则FE=1,…(11分)

    连接GF、EH

    ∵G为△ABD的重心,H为AD中点

    ∴[BG/GH=

    BF

    FE=

    2

    1],∴GF∥HE;

    又HE⊂平面ADE,GF⊄平面ADE,∴GF∥平面ADE,

    故在BC上存在一点F,使BF=2,则有GF∥平面ADE…(13分)

    点评:

    本题考点: 平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.

    考点点评: 本题给出一个特殊四面体,叫我们证明面面垂直并求四面体的体积,着重考查了空间平行、垂直位置关系的证明和锥体体积公式等知识,属于中档题.