Question

斜三棱柱A₁B₁C₁-ABC中，侧面AA₁C₁C⊥底面ABC，侧面AA₁C₁C是菱形，∠A₁AC=60°，AC=3，AB=BC=2，E、F分别是A₁C₁，AB的中点．
（1）求证：EF∥平面BB₁C₁C；
（2）求证：CE⊥面ABC．
（3）求四棱锥E-BCC₁B₁的体积．

Answer 1

（1）证明：取BC中点M，连结FM，C₁M．在△ABC中，
∵F，M分别为BA，BC的中点，
∴FM∥AC，FM=

1

2

AC．
∵E为A₁C₁的中点，AC∥A₁C₁
∴FM∥EC₁且FM=EC₁，
∴四边形EFMC₁为平行四边形∴EF∥C₁M．
∵C₁M?平面BB₁C₁C，EF?平面BB₁C₁C，∴EF∥平面BB₁C₁C．
（2）证明：连接A₁C，∵四边形AA₁C₁C是菱形，∠A₁AC=60°
∴△A₁C₁C为等边三角形
∵E是A₁C₁的中点．∴CE⊥A₁C₁
∵四边形AA₁C₁C是菱形，∴A₁C₁∥AC．∴CE⊥AC．
∵侧面AA₁C₁C⊥底面ABC，且交线为AC，CE?面AA₁C₁C
∴CE⊥面ABC
（3）连接B₁C，∵四边形BCC₁B₁是平行四边形，所以四棱锥VE-BCC1B1=2VC-EC1B1
由第（2）小问的证明过程可知 EC⊥面ABC
∵斜三棱柱A₁B₁C₁-ABC中，∴面ABC∥面A₁B₁C₁．∴EC⊥面EB₁C₁
∵在直角△CEC₁中CC₁=3，EC1=

3

2

，∴EC=

3 3

2

∴S△B1EC1=

1

2

×

3

2

×

22-( 3 2 )2

=

3 7

8

∴四棱锥VE-BCC1B1=2VC-EC1B1=2×

1

3

×

3 7

8

×

3 3

2

=

3 21

8