题目内容

18.如图5所示,四边形ABCD是边长为2的正方形,四边形BDFE是平行四边形,点M,N分别是BE,CF的中点.
(1)求证:MN∥平面ABCD;
(2)若△ABE是等边三角形且平面ABE⊥平面ABCD,记三棱柱E-ABF的体积为S1,四棱锥F-ABCD的体积为S2,求$\frac{S_1}{S_2}$的值.

分析 (1)取DF的中点H,连接MH,NH,推导出NH∥CD.MH∥BD,从而平面MNH∥平面ABCD,由此能证明MN∥平面ABCD.
(2)推导出DF∥平面ABE,从而S1=VE-ABF=VF-ABE=VD-ABE=VE-ABD,推导出EF∥平面ABCD,从而S2=VF-ABCD=VE-ABCD=2VE-ABD=2S1,由此能求出结果.

解答 证明:(1)如图,取DF的中点H,连接MH,NH,
∵点N,H分别是CF,DF的中点,∴NH∥CD.
∵EBDF是平行四边形,且点M,H是BE,DF的中点,∴MH∥BD,
又MH∩NH=H,BD∩CD=D,∴平面MNH∥平面ABCD,
又∵MN?平面MNH,∴MN∥平面ABCD.
解:(2)∵DF∥BE,DF?平面ABE,BE?平面ABE,
∴DF∥平面ABE,
∴S1=VE-ABF=VF-ABE=VD-ABE=VE-ABD
又EF∥BD,EF?平面ABCD,BD?平面ABCD,
∴EF∥平面ABCD,
∴S2=VF-ABCD=VE-ABCD=2VE-ABD=2S1
∴$\frac{S_1}{S_2}=\frac{1}{2}$.

点评 本题考查线面垂直的证明,考查三棱柱与四棱锥的体积之比的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意等体积法的合理运用.

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