题目内容

【题目】已知空间几何体ABCDE中,△BCD与△CDE均是边长为2的等边三角形,△ABC是腰长为3的等腰三角形,平面CDE⊥平面BCD,平面ABC⊥平面BCD.

(1)试在平面BCD内作一条直线,使得直线上任意一点FE的连线EF均与平面ABC平行,并给出证明;

(2)求三棱锥EABC的体积.

【答案】(1)取DC的中点N,取BD的中点M,连接MN,则MN即为所求,证明见解析(2)

【解析】

1)取DC的中点N,取BD的中点M,连接MN,则MN即为所求,证明ENAHMNBC可得平面EMN∥平面ABC即可(2)因为点E到平面ABC的距离与点N到平面ABC的距离相等,求三棱锥EABC的体积可转化为求三棱锥NABC的体积,根据体积公式计算即可.

(1)如图所示,取DC的中点N,取BD的中点M,连接MN,则MN即为所求.

证明:连接EMEN,取BC的中点H,连接AH

∵△ABC是腰长为3的等腰三角形,HBC的中点,

AHBC,又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC平面BCDBCAH平面ABC

AH⊥平面BCD,同理可证EN⊥平面BCD

ENAH

EN平面ABCAH平面ABC

EN∥平面ABC.

MN分别为BDDC的中点,

MNBC

MN平面ABCBC平面ABC

MN∥平面ABC.

MNENNMN平面EMNEN平面EMN

∴平面EMN∥平面ABC

EF平面EMN

EF∥平面ABC

即直线MN上任意一点FE的连线EF均与平面ABC平行.

(2)连接DH,取CH的中点G,连接NG,则NGDH

(1)可知EN∥平面ABC

∴点E到平面ABC的距离与点N到平面ABC的距离相等,

又△BCD是边长为2的等边三角形,

DHBC

又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC平面BCDBCDH平面BCD

DH⊥平面ABC,∴NG⊥平面ABC

易知DH,∴NG

SABC·BC·AH×2×2

VEABC·SABC·NG.

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