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.

 

【答案】

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】略

 

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