题目内容

(本小题满分12分)

如图:在三棱锥D-ABC中,已知是正三角形,AB平面BCD,,E为BC的中点,F在棱AC上,且

(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.

 

【答案】

(1)(2)先证EF⊥AC,再证DE⊥AC,即可证AC⊥平面DEF

(3)存在这样的点N,当CN=时,MN∥平面DEF.

【解析】

试题分析:(1)∵AB⊥平面BCD,∴AB⊥BC,AB⊥BD.

∵△BCD是正三角形,且AB=BC=a,∴AD=AC=.

设G为CD的中点,则CG=,AG=.

∴,,.

三棱锥D-ABC的表面积为.

(2)取AC的中点H,∵AB=BC,∴BH⊥AC.

∵AF=3FC,∴F为CH的中点.

∵E为BC的中点,∴EF∥BH.则EF⊥AC.

∵△BCD是正三角形,∴DE⊥BC.

∵AB⊥平面BCD,∴AB⊥DE.

∵AB∩BC=B,∴DE⊥平面ABC.∴DE⊥AC.

∵DE∩EF=E,∴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.

∴当CF=CN时,MN∥OF.∴CN=

考点:棱锥的结构特征.

点评:题考查棱锥的结构特征,证明线面垂直,线面平行,考查逻辑思维能力,是中档题.

 

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