19.(12分)如图,三棱柱 $A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 中,侧棱垂直底面,$\angle A C B=90^{\circ}, A C=B C =\frac{1}{2} A A_{1}, D$ 是棱 $A A_{1}$ 的中点.
( I )证明:平面 $\mathrm{BDC}_{1} \perp$ 平面 BDC
(II)平面 $\mathrm{BDC}_{1}$ 分此棱柱为两部分,求这两部分体积的比.
(12分)如图,三棱柱 A B C-A_ 1 B_ 1 C…——2012 高考数学第 19 题答案解析
2012_老新课标卷 (2012·文)
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【考点】L2:棱柱的结构特征;LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;LY:平面与平面垂直.
【专题】11:计算题;14:证明题.
【分析】( I )由题意易证 $\mathrm{DC}_{1} \perp$ 平面 BDC ,再由面面垂直的判定定理即可证得平面 $\mathrm{BDC}_{1} \perp$ 平面 BDC ;
(II)设棱锥 $\mathrm{B}-\mathrm{DACC}_{1}$ 的体积为 $\mathrm{V}_{1}, \mathrm{AC}=1$ ,易求 $\mathrm{V}_{1}=\frac{1}{3} \times \frac{1+2}{2} \times 1 \times 1=\frac{1}{2}$ ,三棱柱 AB $C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 的体积 $V=1$ ,于是可得 $\left(V-V_{1}\right): V_{1}=1: 1$ ,从而可得答案。
【解答】证明:①由题意知 $B C \perp C C_{1}, B C \perp A C, C C_{1} \cap A C=C$ ,
$\therefore \mathrm{BC} \mathrm{\perp}$ 平面 $\mathrm{ACC}_{1} \mathrm{~A}_{1}$ ,又 $\mathrm{DC}_{1} \subset$ 平面 $\mathrm{ACC}_{1} \mathrm{~A}_{1}$ ,
$\therefore \mathrm{DC}_{1} \perp \mathrm{BC}$ .
由题设知 $\angle \mathrm{A}_{1} \mathrm{DC}_{1}=\angle \mathrm{ADC}=45^{\circ}$ ,
$\therefore \angle \mathrm{CDC}_{1}=90^{\circ}$ ,即 $\mathrm{DC}_{1} \perp \mathrm{DC}$ ,又 $\mathrm{DC} \cap \mathrm{BC}=\mathrm{C}$ ,
$\therefore \mathrm{DC}_{1} \perp$ 平面 BDC ,又 $\mathrm{DC}_{1} \subset$ 平面 $\mathrm{BDC}_{1}$ ,
∴ 平面 $\mathrm{BDC}_{1} \perp$ 平面 BDC ;
②设棱锥 $B-D A C C_{1}$ 的体积为 $V_{1}, A C=1$ ,由题意得 $V_{1}=\frac{1}{3} \times \frac{1+2}{2} \times 1 \times 1=\frac{1}{2}$ ,
又三棱柱 $A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$ 的体积 $V=1$ ,
$\therefore\left(\mathrm{V}-\mathrm{V}_{1}\right): \mathrm{V}_{1}=1: 1$ ,
∴ 平面 $\mathrm{BDC}_{1}$ 分此棱柱两部分体积的比为1: 1 .
【点评】本题考查平面与平面垂直的判定,着重考查线面垂直的判定定理的应用与棱柱、棱锥的体积,考查分析,表达与运算能力,属于中档题.