(2014•安庆三模)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AD⊥平面A1BC,其垂足D落在直线A1B上.

(2014•安庆三模)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AD⊥平面A1BC,其垂足D落在直线A1B上.
(Ⅰ)求证:BC⊥A1B;
(Ⅱ)若AD=
3
,AB=BC=2,P为AC的中点,求三棱锥P-A1BC的体积.
熊熊bigbear 1年前 已收到1个回答 举报

安娜娟 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)欲证BC⊥A1B,可寻找线面垂直,而A1A⊥BC,AD⊥BC.又AA1⊂平面A1AB,AD⊂平面A1AB,A1A∩AD=A,根据线面垂直的判定定理可知BC⊥平面A1AB,问题得证;
(Ⅱ)根据直三棱柱的性质可知A1A⊥面BPC,求三棱锥P-A1BC的体积可转化成求三棱锥A1-PBC的体积,先求出三角形PBC的面积,再根据体积公式解之即可.

(Ⅰ)∵三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,
∴A1A⊥平面ABC,又BC⊂平面ABC,
∴A1A⊥BC (2分)
∵AD⊥平面A1BC,且BC⊂平面A1BC,
∴AD⊥BC.又AA1⊂平面A1AB,
AD⊂平面A1AB,A1A∩AD=A,
∴BC⊥平面A1AB,(5分)
又A1B⊂平面A1BC,
∴BC⊥A1B;(6分)
(Ⅱ)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥AB.
∵AD⊥平面A1BC,其垂足D落在直线A1B上,
∴AD⊥A1B.
在Rt∠△ABD中,AD=
3,AB=BC=2,
sin∠ABD=
AD
AB=

3
2,∠ABD=60°,
在Rt∠△ABA1中,AA1=AB•tan600=2
3.(8分)
由(Ⅰ)知BC⊥平面A1AB,AB⊂平面A1AB,
从而BC⊥AB,S△ABC•=
1
2AB•BC=
1
2×2×2=2.
∵P为AC的中点,S△BCP=
1
2S△ABC=1(10分)
∴VP−A1BC=VA1−BCP=
1
3S△BCP•A1A=
1
3×1×2
3=
2
3
3.(12分)

点评:
本题考点: 直线与平面垂直的性质;棱柱、棱锥、棱台的体积.

考点点评: 本题主要考查了直线与平面垂直的性质,以及棱柱、棱锥、棱台的体积,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力.

1年前

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