本题导读

第 (1) 问用基底向量把 化为数量积为零;第 (2) 问以 为轴、面 面 建系,由等边三角形条件定出各点坐标后求体积。

📌【题干】

Question

(2009年新课标卷(文)) 如图,在三棱锥 中, 是等边三角形,.

(1)求证:;

(2)若 ,且平面 平面 ,求三棱锥 的体积.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. (1) 记 ,,。由 得 ,;再由 得 ,即 。
  2. (2) 因面 面 ,以 为 轴、两半平面为 面与 面建系,设 ,由 、 及 解出 ,写出 ,, 坐标后求体积。

✅【答案】

点击查看答案

(1) 证明见解析;(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1) 设 ,,。 由 得 ,即 ,故 ;同理 。 由 为等边三角形得 ,于是 故 。

(2) 由平面 平面 ,取 为 轴,使平面 、平面 分别为 平面与 平面。设 ,记 ,,。 由 得 ,故 ;同理 ,故 。 由 得 ,而 ,故 ,解得 ,从而 ,。 取 ,,,,则 (注:。) 故三棱锥 的体积为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:空间向量证明线线垂直与求体积

核心方法:基底向量法 + 垂直平面建系

避坑指南:第 (2) 问解出 后,坐标中 ,开方取正即可;体积公式用混合积或等体积法均可。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:两侧面垂直的几何体常以公共棱为 轴建系。

结论推广: 给出 这类”投影型”数量积关系。

方法推广:面面垂直 以交线为轴、两半平面为坐标面,是天然的建系信号。

🔗【关联脉络】

Multi column