题目内容

【题目】将三棱锥拼接得到如图所示的多面体,其中分别为的中点,.

1)当点在直线上时,证明:平面

2)若均为面积为的等边三角形,求该多面体体积的最大值.

【答案】1)证明见解析(2

【解析】

1)利用面面平行的判定定理得出平面平面,再由面面平行的性质得出平面

2)将多面体的体积转化为三棱锥的体积和,由于三棱锥的底面积一定,则高同时达到最大值时,多面体的体积最大,当平面平面时,由面面垂直的性质得出三棱锥的高,利用棱锥的体积公式计算即可.

1)证明:∵为中点

又∵

平面平面

平面

同理平面

平面

∴平面平面

,∴平面

平面

2

易知平面

连接,当平面平面

的中点

∴在正三角形

,平面与平面的交线为

平面平面

平面平面

平面

此时,三棱锥的高同时达到最大值

此时

是面积为的正三角形

可得

∴此时.

故该多面体体积的最大值为.

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