Question

【題目】如圖,在四棱錐中,底面為菱形,平面平面, ,點(diǎn)在棱上.

（Ⅰ）求證:直線平面;

（Ⅱ）若平面,求證: ;

（Ⅲ）是否存在點(diǎn),使得四面體的體積等于四面體的?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.

Answer 1

【答案】（Ⅰ）見解析；（Ⅱ）見解析；（Ⅲ） .

【解析】試題分析：

（Ⅰ）由題意結(jié)合面面垂直的性質(zhì)定理可得平面， ，由菱形的性質(zhì)可得，故平面；

（Ⅱ）設(shè)，由線面平行的性質(zhì)定理可得，結(jié)合菱形的性質(zhì)可知是的中位線故；

（Ⅲ）點(diǎn)在平面上的射影落在上,設(shè)為，結(jié)合三棱錐的體積公式和菱形的性質(zhì)可得.

試題解析：

（Ⅰ）∵平面平面,平面平面,

∴平面

∴

∵底面是菱形

∴

∵, 平面

∴平面

（Ⅱ）設(shè)，∵平面, 平面,平面平面

∴

又∵底面是菱形, 是中點(diǎn)

∴是的中位線, 是中點(diǎn)

∴

（Ⅲ）存在點(diǎn),使得四面體的體積等于四面體的,且

∵平面平面,點(diǎn)在上

∴點(diǎn)在平面上的射影落在上,設(shè)為

∵，結(jié)合，

∴, 是的三等分點(diǎn)

∴.