本题导读
本题综合考查立体几何中的线面平行判定、面面垂直判定以及几何体体积的计算,重点考查空间想象与推理论证能力。
📌【题干】
Question
(2015年北京卷(文)) 如图,在三棱锥 中,平面 平面 , 为等边三角形, 且 , 分别为 的中点.
(1) 求证: 平面 ;
(2) 求证:平面 平面 ;
(3) 求三棱锥 的体积.
🔍【思路分析】
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- 利用中点构造中位线:在 中, 是中位线,得 ,进而证得线面平行。
- 利用等腰三角形性质得 ,再由面面垂直性质定理推导 平面 ,最后利用面面垂直判定定理得证。
- 确定锥体高为 (由平面垂直性质可得),计算底面积 ,代入锥体体积公式求解。
✅【答案】
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𝑉𝐵∥平面𝑀𝑂𝐶;平面𝑀𝑂𝐶⟂平面𝑉𝐴𝐵;三棱锥𝑉−𝐴𝐵𝐶的体积为√33.
✍【详细解析】
Abstract
(1) 证明:在 中,因为 分别为 的中点, 所以 为 的中位线,从而 。 又因为 平面 , 平面 , 所以 平面 。
(2) 证明:在 中,因为 , 为 中点, 所以 。 已知平面 平面 ,且平面 平面 , 平面 , 所以 平面 。 又因为 平面 , 所以平面 平面 。
(3) 在 Rt 中,,, 所以 , 底面积 。 因为 为等边三角形, 为 中点, 所以 ,且 。 由平面 平面 ,得 平面 ,即 为三棱锥的高。 三棱锥 的体积 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:线面平行、面面垂直的判定定理及性质定理应用。
- 核心方法:中位线转化线线平行;面面垂直转化为线面垂直求高。
- 避坑指南:证明线面平行时,必须交代已知直线不在平面内( 平面 );证明面面垂直时,需说明交线。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考立体几何解答题标准题型。
- 结论推广: 含有互相垂直面的几何体中,通常在一个面内作交线的垂线来寻找整个几何体的高。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点(Nodes)
𝑉𝐵∥平面𝑀𝑂𝐶;平面𝑀𝑂𝐶⟂平面𝑉𝐴𝐵;三棱锥𝑉−𝐴𝐵𝐶的体积为√33.
类题演练(Links)
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