题目内容
(本小题满分12分)
如图,在三棱锥D-ABC中,已知△BCD是正三角
形,AB⊥平面BCD,AB=BC=a,E为BC的中点,
F在棱AC上,且AF=3FC.
(1)求三棱锥D-ABC的表面积;
(2)求证AC⊥平面DEF;
(3)若M为BD的中点,问AC上是否存在一点N,
使MN∥平面DEF?若存在,说明点N的位置;若不
存在,试说明理由.![]()
解(证明)(1)因为AB⊥平面BCD,所以AB⊥BC,AB⊥BD.
因为△BCD是正三角形,且AB=BC=a,所以AD=AC=
.
设G为CD的中点,则CG=
,AG=
.
所以
,
,
.
三棱锥D-ABC的表面积为![]()
(2)取AC的中点H,因为AB=BC,所以BH⊥AC.
因为AF=3FC,所以F为CH的中点.
因为E为BC的中点,所以EF∥BH.则EF⊥AC.
因为△BCD是正三角形,所以DE⊥BC.
因为AB⊥平面BCD,所以AB⊥DE.
因为AB∩BC=B,所以DE⊥平面ABC.所以DE⊥AC.
因为DE∩EF=E,所以AC⊥平面DEF
(3)存在这样的点N,
当CN=
时,MN∥平面DEF.
连CM,设CM∩DE=O,连OF.
由条件知,O为△BCD的重心,CO=
CM.
所以当CF=
CN时,MN∥OF.所以CN=![]()
解析
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