题目内容
【题目】(1)如图,对于任一给定的四面体,找出依次排列的四个相互平行的平面
,
,
,
,使得
,且其中每相邻两个平面间的距离都相等;
(2)给定依次排列的四个相互平行的平面,
,
,
,其中每相邻两个平面间的距离为1,若一个正四面体
的四个顶点满足:
,求该正四面体
的体积.
【答案】(1)见解析; (2).
【解析】
(1)根据题意要作出相互平行且相邻距离相等的平面,所以先作直线平行,且取等分点,例如可取的三等分点
,
,
的中点
,
的中点
,则有
,
,从而可得面面平行;
(2)先将正四面体补形为正方体,结合条件确定正方体的棱长,即可求正四面体的体积.
(1)
取的三等分点
,
,
的中点
,
的中点
,
过三点,
,
作平面
,过三点
,
,
作平面
,
因为,
,所以平面
平面
,
再过点,
分别作平面
,
与平面
平行,那么四个平面,
,
,
依次相互平行,
由线段被平行平面
,
,
,
截得的线段相等知,每相邻两个平面间的距离相等,故
,
,
,
为所求平面.
(2)如图,将此正四面体补形为正方体(如图),
分别取、
、
、
的中点
、
、
、
,
平面与
是分别过点
、
的两平行平面,若其距离为1,
则正四面体满足条件,右图为正方体的下底面,设正方体的棱长为
,
若,因为
,
,
在直角三角形中,
,所以
,所以
,
又正四面体的棱长为,
所以此正四面体的体积为.

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