(2010•沈阳二模)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱BB1和DD1的中点.

(2010•沈阳二模)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱BB1和DD1的中点.
(1)求证:平面B1FC1∥平面ADE;
(2)试在棱DC上取一点M,使D1M⊥平面ADE;
(3)设正方体的棱长为1,求四面体A1-FEA的体积.
coco19802005 1年前 已收到1个回答 举报

xueqing666 幼苗

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解题思路:(1)证明四边形DFB1E为平行四边形,再利用AD∥B1C1,这样,面平面B1FC内有2条相交线B1C1和B1F平行于另一个平面.
(2)取DC中点M,证明D1M⊥B1C1,D1M⊥FC1,从而D1M⊥平面B1FC1,再根据平面B1FC1∥平面ADE,证得D1M⊥平面ADE.
(3)等体积法,四面体A1-FEA和四面体F-EAA1等体积,而面体F-EAA1的高是正方体棱长,面积是正方体一个面的面积,所以体积可求.

(1)证明:∵E、F分别为正方体ABCD-A1B1C1D1棱BB1和DD1中点.∴DF∥B1E且DF=B1E
∴四边形DFB1E为平行四边形,
即FB1∥DE,
由∵AD∥B1C1(2分)
又AD∩DE=D,B1C1∩B1F=B1
∴平面B1FC∥平面ADE.(4分)

(2)证明:取DC中点M,连接D1M,
由正方体性质可知,D1M⊥B1C1
且△DD1M≌△C1D1F (5分)
所以∠D1C1F=∠DD1M,
又∠D1C1F+∠D1FC1=900
所以∠D1D1M+∠D1FC1=900
所以D1M⊥FC1(6分)
又FC1∩B1C1=C1
∴D1M⊥平面B1FC1
又由(1)知平面B1FC1∥平面ADE.
所以D1M⊥平面ADE.(8分)

(3)由正方体性质有点F到棱AA1的距离及点E到侧面A1ADD1的距离都是棱长1(9分)
∴S△AA1F=
1
2•AA1•1=
1
2
∴VA1−AEF=VE−AA1F=
1
3•
1
2•1=
1
6(12分)

点评:
本题考点: 平面与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.

考点点评: 本题考查面面平行的证明方法、线面垂直的证明方法及等体积法.

1年前

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