(12分)如图,在平行四边形 ABCM 中, AB = A…——2018 高考数学第 18 题答案解析

2018_新课标 I 卷 (2018·文)

2018 ?? 第 18 题 解答题 区分题
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18.(12分)如图,在平行四边形 ABCM 中, $\mathrm{AB}=\mathrm{AC}=3, \angle \mathrm{ACM}=90^{\circ}$ ,以 AC 为折痕将 $\triangle A C M$ 折起,使点 $M$ 到达点 $D$ 的位置,且 $A B \perp D A$ .
(1)证明:平面 $A C D \perp$ 平面 $A B C$ ;
(2)$Q$ 为线段 $A D$ 上一点,$P$ 为线段 $B C$ 上一点,且 $B P=D Q=\frac{2}{3} D A$ ,求三棱锥 $Q-A B$ P 的体积。

完整解析 · 逐步详解

【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积;$L Y$ :平面与平面垂直.
【专题】35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离.
【分析】(1)可得 $A B \perp A C, A B \perp D A$ .且 $A D \cap A C=A$ ,即可得 $A B \perp$ 面 $A D C$ ,平面 $A C \mathrm{D} \perp$ 平面 ABC ;
(2)首先证明 $\mathrm{DC} \perp$ 面 ABC ,再根据 $\mathrm{BP}=\mathrm{DQ}=\frac{2}{3} \mathrm{DA}$ ,可得三棱锥 $\mathrm{Q}-\mathrm{ABP}$ 的高,求出三角形 $A B P$ 的面积即可求得三棱锥 $Q-A B P$ 的体积。

【解答】解:(1)证明:∵ 在平行四边形 ABCM 中,$\angle \mathrm{ACM}=90^{\circ}, \therefore \mathrm{AB} \perp \mathrm{AC}$ ,
又 $A B \perp D A$ .且 $A D \cap A C=A$ ,
$\therefore A B \perp$ 面 $A D C, \therefore A B \subset$ 面 $A B C$,
∴ 平面 $A C D \perp$ 平面 $A B C$ ;
(2)$\because \mathrm{AB}=\mathrm{AC}=3, \quad \angle \mathrm{ACM}=90^{\circ}, \quad \therefore \mathrm{AD}=\mathrm{AM}=3 \sqrt{2}$ ,
$\therefore \mathrm{BP}=\mathrm{DQ}=\frac{2}{3} \mathrm{DA}=2 \sqrt{2}$ ,
由(1)得 $D C \perp A B$ ,又 $D C \perp C A, \therefore D C \perp$ 面 $A B C$ ,

∴ 三棱锥 $\mathrm{Q}-\mathrm{ABP}$ 的体积 $\mathrm{V}=\frac{1}{3} \mathrm{~S}_{\triangle \mathrm{ABP}} \times \frac{1}{3} \mathrm{DC}$
$=\frac{1}{3} \times \frac{2}{3} S_{\triangle A B C} \times \frac{1}{3} D C=\frac{1}{3} \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{2} \times 3 \times 3 \times \frac{1}{3} \times 3=1$ .
【点评】本题考查面面垂直,考查三棱锥体积的计算,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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