(14 分)如图,在三棱柱 A B C - A _ 1 B…——2014 高考数学第 17 题答案解析

2014_北京卷

2014 北京 第 17 题 解答题 区分题
2014_北京卷

17.(14 分)如图,在三棱柱 $\mathsf { A B C } - \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { C } _ { 1 }$ 中,侧棱垂直于底面, $A B \bot B C$ $\mathsf { A A } _ { 1 } = \mathsf { A C } = 2$ ,BC=1,E、F 分别为 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } _ { 1 }$ 、BC的中点

(1)求证:平面 $\mathsf { A B E \bot }$ 平面 $\mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { B C C } _ { 1 }$ ;

(2)求证: $\mathsf C _ { 1 } \mathsf F / /$ 平面 ABE;

(3)求三棱锥E﹣ABC 的体积

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【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;LY:平面与平面垂直

【专题】5F:空间位置关系与距离

【分析】(1)证明 $\mathsf { A B \bot B _ { 1 } B C C } _ { 1 }$ ,可得平面 $\mathsf { A B E \bot B _ { 1 } B C C _ { 1 } }$

(2)证明 $\mathsf C _ { 1 } \mathsf F / /$ 平面 ABE,只需证明四边形 $\mathsf { F G E C } _ { 1 }$ 为平行四边形,可得 $\mathsf C _ { 1 } \mathsf F / / \mathsf E G$ ;

(3)利用 $V _ { E \mathrm { ~ - ~ } A B C } = \frac { 1 } { 3 } S \triangle A B C \bullet A A _ { 1 }$ ,可求三棱锥E﹣ABC的体积

【解答】解:(1)证明:∵三棱柱 $\mathsf { A B C } - \mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { C } _ { 1 }$ 中,侧棱垂直于底面,$\therefore B B _ { 1 } \bot A B$

$\because A B \bot B C , B B _ { 1 } \cap B C = B , B B _ { 1 } , B C \subset$ 平面 $\mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { B C C } _ { 1 }$
$\therefore A B \bot$ 平面 $\mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { B C C } _ { 1 }$
$\because A B C$ 平面 ABE,
$\therefore$ 平面 $\mathsf { A B E \bot }$ 平面 $\mathsf { B } _ { 1 } \mathsf { B C C } _ { 1 }$ (Ⅱ)证明:取AB中点G,连接EG,FG,则$\because F$ 是BC 的中点,
$\therefore F G / / A C , F G = \frac { 1 } { 2 } A C ,$
$\because E$ 是 $\mathsf { A } _ { 1 } \mathsf { C } _ { 1 }$ 的中点,
$\therefore F G / / E C _ { 1 } , F G = E C _ { 1 }$
$\therefore$ 四边形 $\mathsf { F G E C } _ { 1 }$ 为平行四边形,
$\therefore C _ { 1 } F / / \mathsf E G$
$\because C _ { 1 } \mathsf { F } \notin$ 平面 ABE, $\mathsf { E G C } \cdot$ 平面 ABE,
$\therefore C _ { 1 } \mathsf { F } / /$ 平面 ABE;

(3)解: $\because A A _ { 1 } = A C = 2 , B C = 1 , A B \bot B C$

$$ \therefore A B = { \sqrt { 3 } } , $$

$$ \therefore v _ { \scriptscriptstyle \mathrm { E - A B C } } = \frac { 1 } { 3 } S _ { \scriptscriptstyle \triangle \mathrm { A B C } } \bullet \mathsf { A A } _ { 1 } = \frac { 1 } { 3 } \times \ ( \frac { 1 } { 2 } \times \sqrt { 3 } \times 1 ) \ \times 2 = \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } . $$

【点评】本题考查线面平行、垂直的证明,考查三棱锥E﹣ABC的体积的计算,正确运用线面平行、垂直的判定定理是关键

✅ 来源:2014年 · 北京 · 2014_北京卷 · 第 17 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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