题目内容

如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=4,BC=2,AB=2AA1=2
3
,F是BC上任一点,E为AC1上的一点,且EC1=2A1E.
(1)求证平面AEB⊥平面B1FC1
(2)当点F位于BC何处时,C1F∥平面AEB?并求出此时三棱锥C1-B1EF的体积.
考点:直线与平面平行的判定,平面与平面垂直的判定
专题:空间位置关系与距离
分析:(1)首先,证明AB⊥平面BB1C1C,然后,得到结论;
(2)可以取B1C1的中点H,连结EH,从而得EH⊥平面BB1C1C,最后,结合体积公式求解.
解答: (1)证明:在△ABC中,∵AC=4,BC=2,AB=2AA1=2
3

∴AB2+BC2=AC2
∴AB⊥BC.…(3分)
由已知AB⊥BB1,BB1∩BC=B,
∴AB⊥平面BB1C1C.…(5分)
又∵AB?平面ABE,
故平面ABE⊥平面BB1C1C,
即平面AEB⊥平面B1FC1.…(7分)
(2)解:如图
在B1C1上取点H,使HC1=2B1H,连结EH,
则EH∥AB且EH=
2
3
AB=
4
3
3

要使C1F∥平面AEB,只要C1F∥HB,
所以只要BF=2FC即可;
由(1)AB⊥平面BB1C1C,
∴EH⊥平面BB1C1C,且EH=
2
3
AB=
4
3
3

VC1-B1EF=VE-B1C1F=
1
3
S△B1C1F•EH=
1
3
×
1
2
×2×2
3
×
4
3
3
=
8
3
.…(14分)
点评:本题重点考查了空间中平面和平垂直的判定定理、空间几何体的体积计算等知识,属于中档题.
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