题目内容
如图,四棱锥的底面是正方形,底面,,,点、分别为棱、的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)求三棱锥的体积.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)求三棱锥的体积.
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)三棱锥的体积为.
试题分析:(1)取的中点,连接、,证明四边形为平行四边形,得到,再利用直线平面平行的判定定理得到平面;(2)先证明平面,利用(1)中的条件得到平面,再利用平面与平面垂直的判定定理证明平面平面,在证明平面的过程中,在等腰三角形中利用三线合一得到,通过证明平面得到,然后利用直线与平面垂直的判定定理即可证明平面;(3)利用题中的条件平面,在计算三棱锥的体积中,选择以点为顶点,所在平面为底面的三棱锥来计算其体积,则该三棱锥的高为,最后利用锥体的体积计算公式即可.
试题解析:(1)取的中点,连结、,
∴为的中位线,,
∵四边形为矩形,为的中点,
∴,,
∴四边形是平行四边形,,
又平面,平面,
∴平面;
(2) 底面,
,,又,,
平面, 又平面, ,
直角三角形中,,
为等腰直角三角形,,
是的中点,,又,平面,
,平面,
又平面, 平面平面;
(3)三棱锥即为三棱锥,
是三棱锥的高,
中,,,
三棱锥的体积,
.
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