如图,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,且AC=AD=DE=2AB=4,F为CD的中点.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)证法一:取DE的中点M,连接AM,FM,根据AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,可得AB∥DE,从而得到四边形ABEM是平行四边形,则AM∥BE,而AM⊄平面BCE,BE⊂平面BCE,根据线面平行的判定定理可知AM∥平面BCE,因MF∥CE,而MF⊄平面BCE,CE⊂平面BCE,同理可得MF∥平面BCE,又AM∩MF=M,根据面面平行的判定定理可知平面AMF∥平面BCE,AF⊂平面AMF,根据面面平行的性质可知AF∥平面BCE;

    证法二:取CE的中点N,连接FN,BN,根据AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,可得AB∥DE,再根据CF=FD,CN=NE,可得NF∥DE,

    NF=

    1

    2

    DE

    ,又

    AB=

    1

    2

    DE

    ,则AB∥NF,AB=NF,从而四边形ABNF是平行四边形,则AF∥BN,又AF⊄平面BCE,BN⊂平面BCE,满足线面平行的三个条件,证得结论;

    (Ⅱ)由(Ⅰ)知AF∥平面BCE,则VF-BCE=VA-BCE=VC-ABE,然后证明AC⊥平面ABED,则AC是三棱锥C-ABE的高,最后根据三棱锥的体积公式进行求解即可.

    (Ⅰ)证法一:如图(1),取DE的中点M,连接AM,FM,∵AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥DE.又∵AB=EM=

    1

    2DE,

    ∴四边形ABEM是平行四边形,∴AM∥BE

    又∵AM⊄平面BCE,BE⊂平面BCE,

    ∴AM∥平面BCE.

    ∵CF=FD,DM=ME,∴MF∥CE,

    又∵MF⊄平面BCE,CE⊂平面BCE,

    ∴MF∥平面BCE,又∵AM∩MF=M,

    ∴平面AMF∥平面BCE,

    ∵AF⊂平面AMF,

    ∴AF∥平面BCE.-----------------(6分)

    证法二:如图(2),取CE的中点N,连接FN,BN,

    ∵AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,

    ∴AB∥DE,

    ∵CF=FD,CN=NE,∴NF∥DE,NF=

    1

    2DE,

    又AB=

    1

    2DE,∴AB∥NF,AB=NF,

    ∴四边形ABNF是平行四边形,

    ∴AF∥BN,又∵AF⊄平面BCE,BN⊂平面BCE,

    ∴AF∥平面BCE.-----------------(6分)

    (Ⅱ)由(Ⅰ),知AF∥平面BCE,

    ∴VF-BCE=VA-BCE=VC-ABE∵AB⊥平面ACD,∴平面ABED⊥平面ACD,

    ∵∠CAD=90°,即AC⊥AD,

    ∴AC⊥平面ABED,所以,AC是三棱锥C-ABE的高.

    ∵AB=2,AD=4

    ∴S△ABE=

    1

    2AB•AD=

    1

    2×2×4=4.

    ∴VC−ABE=

    1

    3S△ABE•AC=

    1

    3×4×4=

    16

    3.----------------(12分)

    点评:

    本题考点: 直线与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积.

    考点点评: 本题主要考查了线面平行的判定,常常有两个方向,一个是利用面面平行的性质,另一个是利用线面平行的判定定理,同时考查了三棱锥的体积计算,属于中档题.