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如图,沿等腰直角三角形ABC的中位线DE,将平面ADE折起,使得平面ADE⊥平面BCDE得到四棱锥A-BCDE.(1)求证:平面ABC⊥平面ACD;(2)过CD的中点M的平面α与平面ABC平行,试求平面α与四棱锥A-BC
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如图,沿等腰直角三角形ABC的中位线DE,将平面ADE折起,使得平面ADE⊥平面BCDE得到四棱锥A-BCDE.
(1)求证:平面ABC⊥平面ACD;
(2)过CD的中点M的平面α与平面ABC平行,试求平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形的面积与三角形ABC的面积之比.
(1)求证:平面ABC⊥平面ACD;
(2)过CD的中点M的平面α与平面ABC平行,试求平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形的面积与三角形ABC的面积之比.
▼优质解答
答案和解析
(1)∵AD⊥DE,平面ADE⊥平面BCDE,平面ADE∩平面BCDE=DE,
∴AD⊥平面BCDE,
∴AD⊥BC,
又∵CD⊥BC,AD∩CD=D,
∴BC⊥平面ACD,
又∵BC⊂平面ABC,
∴平面ABC⊥平面ACD
(2)∵平面α∥平面ABC,设平面ACD与平面α的交线为MQ,
∴MQ∥AC,
又∵M是CD的中点,
∴Q是AD的中点;
同理:设平面BCDE与平面α的交线为MN,
∴MN∥BC,
又∵M是CD的中点,
∴N为BE的中点;
同理:平面ABE的交线NP∥AB,P为AE的中点,
连接PQ即为平面α与平面ADE的交线,故平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形是图中的四边形MNPQ,
由于PQ∥DE,DE∥MN,故PQ∥MN,根据(1)BC⊥AC,由MN∥BC,MQ∥AC,故MQ⊥MN,即四边形MNPQ′是直角梯形.
设CM=a,则MQ=
a,MN=3a,PQ=a,BC=4a,AC=2
a,故四边形MNPQ的面积是
×
a=2
a2,三角形ABC的面积是
×4a×2
a=4
a2,
故平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形的面积与三角形ABC的面积之比为
∴AD⊥平面BCDE,
∴AD⊥BC,
又∵CD⊥BC,AD∩CD=D,
∴BC⊥平面ACD,
又∵BC⊂平面ABC,
∴平面ABC⊥平面ACD
(2)∵平面α∥平面ABC,设平面ACD与平面α的交线为MQ,
∴MQ∥AC,
又∵M是CD的中点,
∴Q是AD的中点;
同理:设平面BCDE与平面α的交线为MN,
∴MN∥BC,
又∵M是CD的中点,
∴N为BE的中点;
同理:平面ABE的交线NP∥AB,P为AE的中点,
连接PQ即为平面α与平面ADE的交线,故平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形是图中的四边形MNPQ,
由于PQ∥DE,DE∥MN,故PQ∥MN,根据(1)BC⊥AC,由MN∥BC,MQ∥AC,故MQ⊥MN,即四边形MNPQ′是直角梯形.
设CM=a,则MQ=
2 |
2 |
a+3a |
2 |
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
故平面α与四棱锥A-BCDE各个面的交线所围成多边形的面积与三角形ABC的面积之比为
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