(18)(本小题满分 12 分) 如图,直三棱柱 A B…——2012 高考数学第 18 题答案解析

2012_退役省自主命题 (2012·文)

2012 全国 第 18 题 解答题 区分题
2012_退役省自主命题 (2012·文)

(18)(本小题满分 12 分)
如图,直三棱柱 $A B C-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime}, \angle B A C=90^{\circ}$ ,
$A B=A C=\sqrt{2}, \mathrm{AA}^{\prime}=1$ ,点 $M, N$ 分别为 $A^{\prime} B$ 和 $B^{\prime} C^{\prime}$ 的中点。
( I )证明:$M N / /$ 平面 $A^{\prime} A C C^{\prime}$ ;
(II)求三棱锥 $A^{\prime}-M N C$ 的体积。
(锥体体积公式 $V=\frac{1}{3} S h$ ,其中 $S$ 为底面面积,$h$ 为高)

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解析:①证法-:连结 $A B^{\prime}, A C^{\prime}$ .由已知 $\angle B A C=90^{\circ}$ ,
$\mathrm{AB}=\mathrm{AC}$ ,三棱柱 $A B C-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime}$ 为直三棱柱,所以 M 为 $A B^{\prime}$ 中点,
又因为 N 为 $B^{\prime} C^{\prime}$ 的中点,所以 $M N / / A C$ .
又 $M N \not \subset$ 平面 $\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{ACC}, A C^{\prime} \subset$ 平面 $\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{ACC}$ ,因此 $M N / /$ 平面 $\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{ACC}$
证法二:取 $A B^{\prime}$ 中点 p ,连结 $\mathrm{MP}, \mathrm{NP}$ ,而 $\mathrm{M}, \mathrm{N}$ 分别为 $A B^{\prime}$ 与 $\mathrm{B}^{\prime} C^{\prime}$ 的中点,所以 $\mathrm{MP} / / A A^{\prime}$ , $\mathrm{PN} / / A C^{\prime}$ ,所以 $\mathrm{MP} / /$ 平面 $\mathrm{ACC}^{\prime}, \mathrm{PN} / /$ 平面 $\mathrm{ACC}^{\prime}$, 又 $M P \cap N P=P$ ,因此平面 $M P N / /$ 平面 $\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{ACC}$ .而 $\mathrm{MN} \subset$ 平面 $M P N$ ,因此 $\mathrm{MN} / /$ 平面 $\mathrm{A} \mathrm{ACC}^{\prime}$
> ②解法-:连结 BN ,由题意 $A^{\prime} N \perp B^{\prime} C^{\prime}$ ,平面 $A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} \cap$ 平面 $B^{\prime} B C C^{\prime}$ ,所以 $A^{\prime} N \perp$ 平面 $\mathrm{N} B C$ .

又 $A^{\prime} N=\frac{1}{2} B^{\prime} C^{\prime}=1$ ,故 $V_{A^{\prime}-M N C}=V_{N-A^{\prime} M C}=\frac{1}{2} V_{N-A^{\prime} B C}=\frac{1}{2} V_{A^{\prime}-N B C}=\frac{1}{6}$ .
解法二:$V_{A^{\prime}-M N C}-V_{A^{\prime}-N B C}-V_{M-B C C}=\frac{1}{2} V_{A^{\prime}-N B C}=\frac{1}{6}$ .
考点定位:本大题主要以三棱柱为几何背䁁考查线面平行的判定和椎体体积的求法,突出考查空间想象能力和计算能力。

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