题目内容

如图,正三棱柱中,侧面是边长为2的正方形,是的中点,在棱上.

(1)当时,求三棱锥的体积.
(2)当点使得最小时,判断直线与是否垂直,并证明结论.
(1),(2)垂直,利用线面垂直证明线线垂直

试题分析:(1)因为侧面是边长为2的正方形,
又

(2)解法1:将侧面展开到侧面得到矩形,连结,交于点,此时点使得最小.此时平行且等于的一半,为的中点.连接
在中,得
在中,得
在等腰中,得
所以由,,得有勾股定理知

解法2:将侧面展开到侧面得到矩形,连结,交于点,此时点使得最小.此时平行且等于的一半,为的中点.过点作交于,连接,由且知四边形为所以.在正三棱柱中知面,而,所以面.

点评:以棱锥为载体考查立体几何中的线面、面面、点面位置关系或体积是高考的亮点,掌握其判定性质及定理,是解决此类问题的关键
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