(本小题满分 12 分) 四面体 A B C D 及其三视…——2014 高考数学第 17 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·文)

2014 全国 第 17 题 解答题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·文)

17.(本小题满分 12 分)
四面体 $A B C D$ 及其三视图如图所示,平行于棱 $A D, B C$ 的平面分别交四面体的棱

$A B, B D, D C, C A$ 于点 $E, F, G, H$.
(1)求四面体 $A B C D$ 的体积;
(2)证明:四边形 $E F G H$ 是矩形.


参考答案(1) $\frac{2}{3}$; (2) 证明见解析.

完整解析 · 逐步详解

【答案】①$\frac{2}{3}$;(2)证明见解析.

## 【解析】

试题分析:(1)由该四面体的三视图可知:$B D \perp D C, B D \perp A D, A D \perp D C, B D=D C=2, A D=1$,所以 $A D \perp$ 平面 $B D C$,故四面体体积 $V=\frac{1}{3} A D \cdot S_{\triangle B C D}$,即可求出四面体 $A B C D$ 的体积.
(2)由该四面体的三视图可知:$B D \perp D C, B D \perp A D, A D \perp D C, B D=D C=2, A D=1$
由题设,$B C$//面 $E F G H$,面 $E F G H$ 亿面 $B D C=F G$,面 $E F G H$ 亿面 $A B C=E H$,所以 $B C / / F G$,

$B C / / E H$,所以 $F G / / E H$,同理可得 $E F / / H G$,即得四边形 $E F G H$ 是平行四边形,同时可证 $E F \perp F G$,即证四边形 $E F G H$ 是矩形;

试题解析:
①由该四面体的三视图可知:
$B D \perp D C, B D \perp A D, A D \perp D C, B D=D C=2, A D=1$
$\therefore A D \perp$ 平面 $B D C$
∴ 四面体体积 $V=\frac{1}{3} A D \cdot S_{\triangle B C D}=\frac{1}{3} \times 1 \times \frac{1}{2} \times 2 \times 2=\frac{2}{3}$
②由该四面体的三视图可知:
$B D \perp D C, B D \perp A D, A D \perp D C, B D=D C=2, A D=1$
由题设,$B C / /$ 面 $E F G H$
面 $E F G H \cap$ 面 $B D C=F G$
面 $E F G H$ ㅁ面 $A B C=E H$
$\therefore B C / / F G, B C / / E H, \quad \therefore F G / / E H$.
同理 $E F / / A D, H G / / A D, \quad \therefore E F / / H G$.
∴ 四边形 $E F G H$ 是平行四边形
又 $\because B D \perp A D, A D \perp D C, B D \cap D C=D$
$\therefore A D \perp$ 平面 $B D C$
$\therefore A D \perp B C$
$\because B C / / F G, E F / / A D$
$\therefore E F \perp F G$
∴ 四边形 $E F G H$ 是矩形
考点:四面体的体积;面面平行的性质.

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