(本小题满分 12 分) 如图,四棱柱 A B C D-A…——2013 高考数学第 18 题答案解析

2013_退役省自主命题 (2013·文)

2013 全国 第 18 题 解答题 区分题
2013_退役省自主命题 (2013·文)

18.(本小题满分 12 分)
如图,四棱柱 $A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的底面 $A B C D$ 是正方形, 0 为底面中心,$A_{1} 0 \perp$ 平面 $A B C D$, $A B=A A_{1}=\sqrt{2}$.

(I)证明: $\mathrm{A}_{1} \mathrm{BD} / /$ 平面 $\mathrm{CD}_{1} \mathrm{~B}_{1}$;
(II)求三棱柱 $A B D-A_{1} B_{1} D_{1}$ 的体积。

参考答案

:(I)设 $B_{1} D_{1}$ 线段的中点为 $O_{1}$. $\because B D$ 和 $B_{1} D_{1}$ 是 $A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的对应棱 $\therefore B D / / B_{1} D_{1}$. ## 同理,$\because A O$ 和 $A_{1} O_{1}$ 是棱柱 $A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的对应线段 $\therefore A O / / A_{1} O_{1}$ 且 $A O / / O C \Rightarrow A_{1} O_{1} / / O C$ 且 $A_{1} O_{1}=O C \Rightarrow$ 四边形 $A_{1} O C O_{1}$ 为平行四边形 $\Rightarrow A_{1} O / / O_{1} C$.且 $A_{1} O \cap B D=O, O, C \cap B_{1} D_{1}=O_{1} \Rightarrow$ 面 $A_{1} B D / /$ 面 $C D_{1} B_{1}$. (II)$\because A_{1} O \perp$ 面 $A B C D \therefore A_{1} O$ 是三棱柱 $A_{1} B_{1} D_{1}-A B D$ 的高. 在正方形 AB CD 中, $\mathrm{AO}=1$。在 $R T \perp A_{1} O A$ 中,$A_{1} O=1$. $V_{A, B, D 1}-V_{A B D}=V_{A, B_{1}, D_{1}-A B D}=S_{\triangle A B D} \cdot A_{1} O=\frac{1}{2} \cdot(\sqrt{2})^{2} \cdot 1=1$

完整解析 · 逐步详解

【解析】以四棱柱为载体,考查面面平行的证明,三棱柱体积的求解。命题常规,难度中等。解答只要把握好基本的面面平行,三棱柱体积的求解公式就可以顺利解出。

【答案】:(I)设 $B_{1} D_{1}$ 线段的中点为 $O_{1}$.
$\because B D$ 和 $B_{1} D_{1}$ 是 $A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的对应棱 $\therefore B D / / B_{1} D_{1}$.

同理,$\because A O$ 和 $A_{1} O_{1}$ 是棱柱 $A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的对应线段

$\therefore A O / / A_{1} O_{1}$ 且 $A O / / O C \Rightarrow A_{1} O_{1} / / O C$ 且 $A_{1} O_{1}=O C \Rightarrow$ 四边形 $A_{1} O C O_{1}$ 为平行四边形

$\Rightarrow A_{1} O / / O_{1} C$.且 $A_{1} O \cap B D=O, O, C \cap B_{1} D_{1}=O_{1} \Rightarrow$ 面 $A_{1} B D / /$ 面 $C D_{1} B_{1}$.
(II)$\because A_{1} O \perp$ 面 $A B C D \therefore A_{1} O$ 是三棱柱 $A_{1} B_{1} D_{1}-A B D$ 的高.
在正方形 AB CD 中, $\mathrm{AO}=1$。在 $R T \perp A_{1} O A$ 中,$A_{1} O=1$.
$V_{A, B, D 1}-V_{A B D}=V_{A, B_{1}, D_{1}-A B D}=S_{\triangle A B D} \cdot A_{1} O=\frac{1}{2} \cdot(\sqrt{2})^{2} \cdot 1=1$.
所以, $\mathrm{V}_{A, B, D 1}-V_{A B D}=V_{A, B, D_{1-A B D}}=1$
【考点定位】本题考查空间平面与平面的位置关系和三棱柱体积计算问题,考查空间想象能力和推理论证、计算能力。属于容易题。

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✅ 来源:2013年 · 全国 · 2013_退役省自主命题 (2013·文) · 第 18 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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