题目内容

2.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=5,BB1=BC=6,D,E分别是AA1和B1C的中点.
(1)求证:DE⊥BC;
(2)求三棱锥E-BCD的体积.

分析 (1)取BC中点F,连结EF,AF,由直棱柱的结构特征和中位线定理可得四边形ADEF是平行四边形,故DE∥AF,由等腰三角形的性质可得AF⊥BC,故DE⊥BC;
(2)把△BCE看做棱锥的底面,则DE为棱锥的高,求出棱锥的底面积和高,代入体积公式即可求出.

解答 证明:(1)取BC中点F,连结EF,AF,则EF△BCB1的中位线,∴EF∥BB1,EF=$\frac{1}{2}$BB1
∵AD∥BB1,AD=$\frac{1}{2}$BB1,∴EF∥AD,EF=AD,∴四边形ADEF是平行四边形,∴DE∥AF,
∵AB=AC,F是BC的中点,∴AF⊥BC,∴DE⊥BC.
(2)∵BB1⊥平面ABC,AF?平面ABC,∴BB1⊥AF,
又∵AF⊥BC,BC?平面BCC1B1,BB1?平面BCC1B1,BC∩BB1=B,
∴AF⊥平面BCC1B1,∴DE⊥平面BCC1B1
∵AC=5,BC=6,∴CF=$\frac{1}{2}BC$=3,∴AF=$\sqrt{A{C}^{2}-C{F}^{2}}$=4,∴DE=AF=4
∵BC=BB1=6,∴S△BCE=$\frac{1}{4}B{C}^{2}$=9.
∴三棱锥E-BCD的体积V=$\frac{1}{3}$S△BCE•DE=$\frac{1}{3}×9×4$=12.

点评 本题考查了线面垂直的性质与判定,棱锥的体积计算,属于中档题.

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