题目内容
【题目】图1,平行四边形
中,
,
,现将
沿
折起,得到三棱锥
(如图2),且
,点
为侧棱
的中点.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求三棱锥
的体积;
(3)在
的角平分线上是否存在点
,使得
平面
?若存在,求
的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)
;(3)
.
【解析】试题分析:(Ⅰ)由平面几何知识先证明
,再由线面垂直的判定的定理可得
平面
,从而得
,进而可得
平面
,最后由由线面垂直的判定的定理可得结论;(Ⅱ)由等积变换可得
,进而可得结果;(Ⅱ)取
中点
,连接
并延长至点
,使
,连接
,
,
,先证四边形
为平行四边形,则有
∥
,利用平面几何知识可得结果.
试题解析:(Ⅰ)证明:在平行四边形
中,有
,又因为
为侧棱
的中点,
所以
;
又因为
,
,且
,所以
平面
.
又因为
平面
,所以
;
因为
,
所以
平面
,
又因为
平面
,
所以平面
平面
.
(Ⅱ)解:因为
,
平面
,所以
是三棱锥的高,
故
,
又因为
,
,
,所以
,
所以有
.
(Ⅲ)解:取
中点
,连接
并延长至点
,使
,连接
,
,
.
因为
,所以射线
是角
的角分线.
![]()
又因为点
是的
中点,所以
∥
,
因为
平面
,
平面
,
所以
∥平面
.
因为
、
互相平分,
故四边形
为平行四边形,有
∥
.
又因为
,所以有
,
又因为
,故
.
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