题目内容
(本小题满分12分) 如图,已知直四棱柱
的底面是直角梯形,
,
,
,
分别是棱
,
上的动点,且
,
,
.
(Ⅰ)证明:无论点
怎样运动,四边形
都为矩形;
(Ⅱ)当
时,求几何体
的体积。
解析:(Ⅰ)在直四棱柱
中,
,
∵
,∴
, ---------------------------------------2分
又∵平面
平面
,
平面
平面
,
平面
平面
,
∴
,∴四边形
为平行四边形,---------------------------------------4分
∵侧棱
底面
,又
平面
内,
∴
,∴四边形
为矩形; -----------------------------5分
(Ⅱ)证明:连结
,∵四棱柱
为直四棱柱,
∴侧棱
底面
,又
平面
内,
∴
, --------------------------------6分
在
中,
,
,则
; -----------------------------------7分
在
中,
,
,则
; -------------------------------8分
在直角梯形中
,
;
∴
,即
,
又∵
,∴
平面
; --------------------------10分
由(Ⅰ)可知,四边形
为矩形,且
,
,
∴矩形
的面积为
,
∴几何体
的体积为
.-----------------------------12分
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