Question

如图是某直三棱柱（侧棱与底面垂直）被削去上底后的直观图与三视图的侧视图、俯视图．在直观图中，
是的中点.侧视图是直角梯形，俯视图是等腰直角
三角形，有关数据如图所示.
（Ⅰ）求出该几何体的体积；
（Ⅱ）求证：EM∥平面ABC；
(Ⅲ) 试问在棱DC上是否存在点N，使NM⊥平面？若存在，确定点N的位置；
若不存在，请说明理由.

Answer 1

（1）4（2）见解析（3）边DC上存在点N，满足DN=DC时，有NM⊥平面BDE

由题意，Ea⊥平面ABC , DC⊥平面ABC ,AE∥DC,ae="2," dc="4" ,ab⊥ac,
且AB=AC=2
（Ⅰ）∵Ea⊥平面ABC，∴ea⊥ab, 又ab⊥ac,
∴ab⊥平面acde
∴四棱锥b-acde的高h=ab=2，梯形acde的面积S= 6
∴，即所求几何体的体积为4
　                 ………………………………４分
（Ⅱ）证明：∵m为db的中点，取bc中点G，连接em,mG,aG，
 ∴ mG∥DC，且
∴ mG   ae，∴四边形aGme为平行四边形，
∴em∥aG,又AG平面ABC  ∴EM∥平面ABC.　　
……………………………………8分

（Ⅲ）解法1：由（Ⅱ）知，em∥aG，
又∵平面BCD⊥底面ABC，aG⊥bc,∴AG⊥平面BCD
∴EM⊥平面BCD，又∵EM平面BDE，
∴平面BDE⊥平面BCD
在平面BCD中，过M作MN⊥DB交DC于点N,
∴MN⊥平面BDE 点n即为所求的点
∽
 
∴边DC上存在点N，满足DN=DC时，有NM⊥平面BDE.　　
解法2：以A为原点，建立如图所示的空间直角坐标系，
则 A（0，0，0），B（0，2，0），C（－2，0，0）
D（－2，0，4），E（0，0，2），M（-1，1，2），

（2，2，-4），（2，0，-2），
（0，0，-4），（1，1，-2）.
假设在DC边上存在点N满足题意，

∴边DC上存在点N，满足DN=DC时，NM⊥平面BDE.……………………12分