Question

如圖，正△ABC的邊長(zhǎng)為4，CD是AB邊上的高，E，F(xiàn)分別是AC和BC邊的中點(diǎn)，現(xiàn)將△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B．

（1）試判斷直線(xiàn)AB與平面DEF的位置關(guān)系，并說(shuō)明理由；

（2）求棱錐E-DFC的體積；

（3）在線(xiàn)段BC上是否存在一點(diǎn)P，使AP⊥DE？如果存在，求出的值；如果不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由.

 

Answer 1

【答案】

(1) 平面；（2）；（3）.

【解析】

試題分析：本題主要考查線(xiàn)面垂直、線(xiàn)面平行、線(xiàn)線(xiàn)垂直、線(xiàn)線(xiàn)平行以及錐體體積問(wèn)題，考查空間想象能力、運(yùn)算能力和推理論證能力.第一問(wèn)，在中，利用中位線(xiàn)得到與平行，通過(guò)線(xiàn)面平行的判斷定理即可得到平面；第二問(wèn)，要求三棱錐的體積，找到底面積和高是關(guān)鍵，通過(guò)的翻折得出平面，通過(guò)，得出平面，所以為錐體的高，利用錐體體積公式計(jì)算出體積；第三問(wèn)，在線(xiàn)段上取點(diǎn)．使， 過(guò)作于，在中，利用邊長(zhǎng)求出的正切，從而確定角的度數(shù)，在等邊三角形中，是角平分線(xiàn)，所以，再利用線(xiàn)面垂直的判定證出平面，所以.

試題解析：（1）平面，理由如下：

如圖：在中，由分別是、中點(diǎn)，得，

又平面，平面．∴平面．

（2）∵，，將沿翻折成直二面角．

∴    ∴平面

取的中點(diǎn)，這時(shí)   ∴平面，，

 

（3）在線(xiàn)段上存在點(diǎn)，使

證明如下：在線(xiàn)段上取點(diǎn)．使， 過(guò)作于，

∵平面     ∴平面

∴，   ∴，

∴   在等邊中，  ∴

∵平面     ∴．

∴平面，  ∴． 

此時(shí)，    ∴．

考點(diǎn)：1.線(xiàn)面平行的判定定理；2.線(xiàn)面垂直的判定；3.錐體體積公式.