本题导读

本题考查线面垂直的判定与性质。核心在于构造中点证垂直、底面积乘高的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2013年新课标I卷(文)) 如图,三棱柱 中,,,.

(1)证明:;

(2)若 ,,求三棱柱 的体积.

🔍【思路分析】

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  1. (1)取 中点 ,则 ;又 为等边三角形,,从而 平面 ,故 。
  2. (2)算 、,结合 得 ,故 平面 ,。

✅【答案】

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(1)证明见解析;(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1) 取 的中点 ,连接 ,。 因为 , 为 中点,所以 。 又 ,,故 为等边三角形,。 因为 ,所以 平面 。 而 平面 ,故 。

(2) 由(1)知 为边长为 的等边三角形,故 。 又 、,故 。 在 中,,故 ,即 。 又 ,,所以 平面 ,即 为三棱柱的高。 底面 中 、 为等边三角形,面积 故三棱柱的体积

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:线面垂直的判定与性质、棱柱的体积

核心方法:构造中点证垂直(垂线法)、底面积乘高

避坑指南:证明线线垂直的通用路径是”证线面垂直”:找到两条相交直线都与目标直线垂直;第二问要先证 平面 才能把 当高。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:空间中的垂直关系与棱柱体积。

结论推广:等腰三角形底边中线垂直底边;等边三角形提供 类长度。

方法推广:立体几何”证垂直”三步:取中点 → 证两组垂直 → 由判定定理得线面垂直,再由性质定理得线线垂直。

🔗【关联脉络】

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