6.在正方體abcd—a1b1c1d1中,e、f、g、h分別為稜bc、cc1、c1d1、aa1的中點,o為ac與bd的交點(如圖),求證:
(1)eg∥平面bb1d1d;
(2)平面bdf∥平面b1d1h;
(3)a1o⊥平面bdf;
(4)平面bdf⊥平面aa1c.
解析:(1)欲證eg∥平面bb1d1d,須在平面bb1d1d內找一條與eg平行的直線,構造輔助平面bego』及輔助直線bo』,顯然bo』即是.
(2)按線線平行線面平行面面平行的思路,
在平面b1d1h內尋找b1d1和o』h兩條關鍵的相交直線,
轉化為證明:b1d1∥平面bdf,o』h∥平面bdf.
(3)為證a1o⊥平面bdf,由三垂線定理,易得bd⊥a1o,
再尋a1o垂直於平面bdf內的另一條直線.
猜想a1o⊥of.借助於正方體稜長及有關線段的關係
計算得:a1o2+of2=a1f2a1o⊥of.
(4)∵ cc1⊥平面ac,∴ cc1⊥bd
又bd⊥ac,∴ bd⊥平面aa1c
又bd平面bdf,∴ 平面bdf⊥平面aa1c
7.如圖,斜三稜柱abc—a』b』c』中,底面是邊長為a的正三角形,
側稜長為 b,側稜aa』與底面相鄰兩邊ab、ac都成450角,求
此三稜柱的側面積和體積.
解析:在側面ab』內作bd⊥aa』於d,鏈結cd.
∵ ac=ab,ad=ad,∠dab=∠dac=450
∴ △dab≌△dac
∴ ∠cda=∠bda=900,bd=cd
∴ bd⊥aa』,cd⊥aa』
∴ △dbc是斜三稜柱的直截面
在rt△adb中,bd=ab·sin450=
∴ △dbc的周長=bd+cd+bc=(+1)a,△dbc的面積=
∴ s側=b(bd+dc+bc)=( +1)ab
∴ v=·aa』=
8.在三稜錐p—abc中,pc=16cm,ab=18cm,pa=pb=ac=bc=17cm,求三稜錐的體積vp-abc.
.解析:取pc和ab的中點m和n
∴在△amb中,am2=bm2=172-82=25×9
∴ am=bm=15cm,mn2=152-92=24×6
∴ s△amb=×ab×mn=×18×12=108(cm2)
∴ vp-abc=×16×108=576(cm3)
10. 如圖10,在正四稜柱abcd-a1b1c1d1中,ab=,
aa1=2,m、n分別是bb1、dd1的中點.
(1)求證:平面a1mc1⊥平面b1nc1;
(2)若在正四稜柱abcd-a1b1c1d1的體積為v,
三稜錐m-a1b1c1的體積為v1,求v1:v的值.
解:(1)取cc1的中點p,聯結mp、np、d1p(圖18),
則a1mpd1為平行四邊形 ∴ d1p∥a1m,∵a1b1c1d1是邊長
為的正方形,又c1p=,
∴c1pnd1也是正方形,∴c1n⊥d1p.∴c1n⊥a1m.
又 c1b1⊥a1m,∴ a1m⊥平面b1nc1,又a1m平面a1mc1,
∴平面a1mc1⊥平面b1nc1;
(2)v= ,vm-a1b1c1=vc-ma1b1=,∴ v1:v =
11.直三稜柱abc-a1b1c1中,,e是a1c的中點,
且交ac於d, (如圖11) .
(i)證明:平面;
(ii)證明:平面.
證明:(i)證:三稜柱中,
又平面,且平面,
平面 (ii)證:三稜柱中,
中,,是等腰三角形.
e是等腰底邊的中點,
又依條件知
且 由①,②,③得平面edb.
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