题目内容
【题目】如图1,在四边形
中,
,
,
,
.把
沿着
翻折至
的位置,构成三棱锥
如图2.
![]()
(1)当
时,证明:
;
(2)当三棱锥
的体积最大时,求点
到平面
的距离.
【答案】(1)证明见解析;(2)
.
【解析】
(1)由题易得
,再证
,可得
平面
,最后得出
即可;
(2)设
到面
的距离
,要使
取到最大值,需且仅需
取到最大值,再取
的中点
,连结
,分析可得当且仅当平面
平面
时,
取得最大值,
,设
到平面
的距离为
,利用等体积法计算出
即可.
(1)因为
,
,
,
,
依题意得,
,即
,
,
因为
,所以
,故
,即
,
又因为
,
,所以
平面
,
;
(2)因为
,
,
,
,所以
的面积为
,
设
到面
的距离
,则三棱锥
的体积为
,
故要使
取到最大值,需且仅需
取到最大值,
取
的中点
,连结
,如下图,依题意知
,
,
![]()
所以
,
,且
,
因为平面
平面
,
,
平面
,
所以当平面
平面
时,
平面
,故
,
故当且仅当平面
平面
时,
取得最大值,
此时
,
设
到平面
的距离为
,可得
,
故
,解得
,故
到平面
的距离为
.
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