题目内容

如图所示，在棱长为2的正方体中，E、F分别为DD₁、BD的中点．　
（1）求证：EF∥面ABC₁D₁（2）求证EF∥BD₁．
（3）求三棱锥 $数学公式$ 的体积．

证明：（1）∵E、F分别为DD₁、BD的中点
∴EF∥BD₁且EF= $\text{[math]}$ BD₁
∵BD₁?平面ABC₁D₁且EF?平面ABC₁D₁
∴EF∥面ABC₁D₁（2））∵E、F分别为DD₁、BD的中点
∴EF∥BD₁（3）∵在正方体ABCD-A₁B₁C₁D₁中
∴B₁C⊥BC₁，B₁C⊥C₁D₁
∴B₁C⊥平面BC₁D₁
∴B₁C⊥BD₁
∵EF∥BD₁∴B₁C⊥EF
又∵EF⊥FC
∴EF⊥平面FCB₁
∵EF= $\text{[math]}$ BD₁
∴EF= $\text{[math]}$
∵FC⊥平面BDD₁B₁
∴FC⊥FB₁
又∵在棱长为2的正方体中
∴FC= $\text{[math]}$ ，FB1= $\text{[math]}$
∴ $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
∴ $\text{[math]}$
所以三棱锥 $\text{[math]}$ 的体积为1．．
分析：（1）E、F分别为DD₁、BD的中点，所以EF∥BD₁且EF= $\text{[math]}$ BD₁．又因为BD₁?平面ABC₁D₁且EF?平面ABC₁D₁所以EF∥面ABC₁D₁（2）E、F分别为DD₁、BD的中点∴EF∥BD₁（3）B₁C⊥EF且EF⊥FC所以EF⊥平面FCB₁，所以EF= $\text{[math]}$ ，因为FC= $\text{[math]}$ ，FB₁= $\text{[math]}$ 所以 $\text{[math]}$ ．
点评：证明线面平行即在平面内找一条直线与已知直线平行；证明线线平行的方法有证明线面平行，中位线，平行四边形等方法，在这里运用了中位线也是我们常见的一种方法；求三棱锥的体积关键是找到合适的高与底面，即换一个顶点．