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如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4,E、F分别是棱CC1、AB中点.
(1)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明;
(2)求四棱锥A-ECBB1的体积.

解:(1)CF∥平面AEB1,证明如下:
取AB1的中点G,连接EG,FG
∵△A1AB中,F、G分别是棱AB、AB1中点
∴FG∥B1B且FG=B1B
又∵矩形BB1C1C中,EC∥B1B且EC=B1B
∴EC∥FG且EC=FG,得四边形FGEC是平行四边形
∴CF∥EG
又∵CF?平面AEB1,EG?平面AEB1
∴CF∥平面AEB1
(2)∵三棱柱ABC-A1B1C1是直棱柱,
∴BB1⊥平面ABC,
又∵AC?平面ABC,∴AC⊥BB1
∵∠ACB=90°,即AC⊥BC,而且BB1、BC是平面ECBB1内的相交直线
∴AC⊥平面ECBB1
∵E是棱CC1的中点,得EC=AA1=2
∴S梯形ECBB1=(EC+BB1)BC=(2+4)×2=6
∴四棱锥A-ECBB1的体积V=S梯形ECBB1×AC=×6×2=4
分析:(1)取AB1的中点G,连接EG,FG.根据三角形中位线定理,得出FG∥B1B且FG=B1B,又因为矩形BB1C1C中,EC∥B1B且EC=B1B,所以EC与FG平行且相等,四边形FGEC是平行四边形,CF∥EG,从而得到CF∥平面AEB1
(2)根据题意,计算出梯形ECBB1的面积,结合AC⊥平面ECBB1和锥体体积公式,即可算出四棱锥A-ECBB1的体积.
点评:本题在直三棱柱中探索线面平行,并求锥体体积公式,着重考查线面平行的判定、线面垂直的判定与性质和锥体体积公式等知识,属于中档题.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4.E、F分别是棱CC1、AB中点.
(Ⅰ)求证:CF⊥BB1
(Ⅱ)求四棱锥A-ECBB1的体积;
(Ⅲ)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明.

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科目:高中数学 来源: 题型:

精英家教网如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,E是棱CC1上动点,F是AB中点,AC=BC=2,AA1=4.
(1)求证:CF⊥平面ABB1
(2)当E是棱CC1中点时,求证:CF∥平面AEB1
(3)在棱CC1上是否存在点E,使得二面角A-EB1-B的大小是45°,若存在,求CE
的长,若不存在,请说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4,E、F分别是棱CC1、AB中点.
(1)判断直线CF和平面AEB1的位置关系,并加以证明;
(2)求四棱锥A-ECBB1的体积.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长为2,底面△ABC是等腰直角三角形,且∠ACB=90°,AC=2,D是A A1的中点.
(Ⅰ)求异面直线AB和C1D所成的角(用反三角函数表示);
(Ⅱ)若E为AB上一点,试确定点E在AB上的位置,使得A1E⊥C1D;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求点D到平面B1C1E的距离.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2010•莒县模拟)如图,已知直三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC=BC=2,AA1=4.E、F分别是棱CCl、AB中点.
(I)求证:CF⊥BB1
(Ⅱ)求四棱锥A-ECBB1的体积;
(Ⅲ)证明:直线CF∥平面AEBl

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