第28练完美破解立体几何证明题题型一空间中的平行问题例1在如图所示多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,且AC=AD=CD=DE=2,AB=1
(1)请在线段CE上找到点F的位置,使得恰有直线BF∥平面ACD,并证明.(2)求多面体ABCDE的体积.破题切入点(1)可先猜后证,可以利用线面平行的判定定理进行证明.(2)找到合适的底面.解如图,(1)由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,所以AB∥ED,设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,连结FH,AH,则FH綊ED,所以FH綊AB,所以四边形ABFH是平行四边形,所以BF∥AH,又因为BF⊄平面ACD,AH⊂平面ACD,所以BF∥平面ACD
(2)取AD中点G,连结CG
因为AB⊥平面ACD,所以CG⊥AB,又CG⊥AD,AB∩AD=A,所以CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C-ABED的高,求得CG=,所以VC-ABED=××2×=
即多面体ABCDE的体积为
题型二空间中的垂直问题例2如图,三棱柱ABC-A1B1C1的侧面AA1B1B为正方形,侧面BB1C1C为菱形,∠CBB1=60°,AB⊥B1C
(1)求证:平面AA1B1B⊥平面BB1C1C
(2)若AB=2,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积.破题切入点(1)考查面面垂直的判定定理.(2)注意利用棱柱体积和锥体体积公式间的关系.(1)证明由侧面AA1B1B为正方形,知AB⊥BB1
又AB⊥B1C,BB1∩B1C=B1,所以AB⊥平面BB1C1C,又AB⊂平面AA1B1B,所以平面AA1B1B⊥平面BB1C1C
(2)解由题意,CB=CB1,设O是BB1的中点,连结CO,则CO⊥BB1
由(1)知,CO⊥平面AA1B1B,且CO=BC=AB=
连结AB1,则=·CO=AB2·CO=
因为===,所以=2
故三棱柱ABC-A1B1C1的体积