(2014?广州二模)如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,EF∥平面ABCD,EF=1,FB=FC,
(2014?广州二模)如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,EF∥平面ABCD,EF=1,FB=FC,∠BFC=90°,AE=3,H是BC的中点...
(2014?广州二模)如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,EF∥平面ABCD,EF=1,FB=FC,∠BFC=90°,AE=3,H是BC的中点.(1)求证:FH∥平面BDE;(2)求证:AB⊥平面BCF;(3)求五面体ABCDEF的体积.
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(1)证明:连接AC,AC与BD相交于点O,则点O是AC的中点,连接OH,EO,
∵H是BC的中点,
∴OH∥AB,OH=
AB=1.…(1分)
∵EF∥平面ABCD,EF?平面ABFE,平面ABCD∩平面ABFE=AB,
∴EF∥AB.…(2分)
∵EF=1,
∴OH∥EF,OH=EF.
∴四边形EOHF是平行四边形.
∴EO∥FH,EO=FH.…(3分)
∵EO?平面BDE,FH?平面BDE,
∴FH∥平面BDE.…(4分)
(2)证明:取AB的中点M,连接EM,则AM=MB=1,
由(1)知,EF∥MB,且EF=MB,
∴四边形EMBF是平行四边形.
∴EM∥FB,EM=FB.…(5分)
在Rt△BFC中,FB2+FC2=BC2=4,又FB=FC,得FB=
.
∴EM=
.…(6分)
在△AME中,AE=
,AM=1,EM=
,
∴AM2+EM2=3=AE2.
∴AM⊥EM.…(7分)
∴AM⊥FB,即AB⊥FB.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB⊥BC.…(8分)
∵FB∩BC=B,FB?平面BCF,BC?平面BCF,
∴AB⊥平面BCF.…(9分)
(3)解:连接EC,
在Rt△BFC中,FH=
BC=1,
∴EO=FH=1.
由(2)知AB⊥平面BCF,且EF∥AB,
∴EF⊥平面BCF.…(10分)
∵FH⊥平面ABCD,EO∥FH,
∴EO⊥平面ABCD.…(11分)
∴四棱锥E-ABCD的体积为V1═
×1×22=
.…(12分)
∴三棱锥E-BCF的体积为V2=
?EF?S△BCF=
×1×
×(
)2=
∵H是BC的中点,
∴OH∥AB,OH=
1 |
2 |
∵EF∥平面ABCD,EF?平面ABFE,平面ABCD∩平面ABFE=AB,
∴EF∥AB.…(2分)
∵EF=1,
∴OH∥EF,OH=EF.
∴四边形EOHF是平行四边形.
∴EO∥FH,EO=FH.…(3分)
∵EO?平面BDE,FH?平面BDE,
∴FH∥平面BDE.…(4分)
(2)证明:取AB的中点M,连接EM,则AM=MB=1,
由(1)知,EF∥MB,且EF=MB,
∴四边形EMBF是平行四边形.
∴EM∥FB,EM=FB.…(5分)
在Rt△BFC中,FB2+FC2=BC2=4,又FB=FC,得FB=
2 |
∴EM=
2 |
在△AME中,AE=
3 |
2 |
∴AM2+EM2=3=AE2.
∴AM⊥EM.…(7分)
∴AM⊥FB,即AB⊥FB.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB⊥BC.…(8分)
∵FB∩BC=B,FB?平面BCF,BC?平面BCF,
∴AB⊥平面BCF.…(9分)
(3)解:连接EC,
在Rt△BFC中,FH=
1 |
2 |
∴EO=FH=1.
由(2)知AB⊥平面BCF,且EF∥AB,
∴EF⊥平面BCF.…(10分)
∵FH⊥平面ABCD,EO∥FH,
∴EO⊥平面ABCD.…(11分)
∴四棱锥E-ABCD的体积为V1═
1 |
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∴三棱锥E-BCF的体积为V2=
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