题目内容
【题目】如图,三棱柱
的侧面
是边长为
的菱形,
,且
.
(1)求证:
;
(2)若
,当二面角
为直二面角时,求三棱锥
的体积.
![]()
【答案】(1)见解析(2)![]()
【解析】
(1)利用直线与平面垂直的判定,结合三角形全等判定,得到
,再次结合三角形全等,即可。(2)法一:建立坐标系,分别计算
的法向量,结合两向量夹角为直角,计算出
的值,然后结合
,即可。法二:设出OA=x,用x分别表示AB,BD,AD,结合
,建立方程,计算x,结合
,即可。
(1)连结
,交
于点
,连结
,
![]()
因为侧面
是菱形,所以
,
又因为
,
,
所以
平面
,
而
平面
,所以
,
因为
,所以
,
而
,所以
,
.
![]()
(2)因为
,
,所以
,(法一)以
为坐标原点,
所以直线为
轴,
所以直线为
轴,
所以直线为
轴建立
如图所示空间直角坐标系,设
,
则
,
,
,
,
,
所以
,
,
,
设平面
的法向量
,所以![]()
令
,则
,
,取
,
设平面
的法向量
,所以![]()
令
,则
,
,取
,
依题意得
,解得
.
所以
.
(法二)过
作
,连结
,
由(1)知
,所以
且
,
![]()
所以
是二面角
的平面角,依题意得
,
,
所以
,
设
,则
,
,
又由
,
,
所以由
,解得
,
所以
.
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