本题导读
本题考查直线与平面平行的判定。核心在于翻折不变量分析、勾股逆定理定垂直的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年广东卷(文)) 如图①,在边长为 的等边三角形 中,, 分别是 , 上的点,, 是 的中点, 与 交于点 ,将 沿 折起,得到如图②所示的三棱锥 ,其中 .
(1)证明: 平面 ;
(2)证明: 平面 ;
(3)当 时,求三棱锥 的体积 .
🔍【思路分析】
破题导航
- (1)折叠不改变 的长 → → 平面 。
- (2)(三线合一)→ 折后 ;, → → ;两垂直相交 → 平面 。
- (3),(均垂直于 )→ ,; 平面 → 高 ,。
✅【答案】
点击查看答案
(1)(2)见解析;(3)
✍【详细解析】
Abstract
(1)折起后 在 上, 在 上。由 ,,得 由平行线分线段成比例定理,。 又 平面 , 平面 ,故 平面 。 (2)折叠前, 为等边三角形且 为 中点,故 ,即 ,;翻折后 与 仍成立。 又 (等边三角形中线),,由 得 ,即 。 又 ,, 平面 ,故 平面 。 (3),故 且 , 为 与 的交点,则 ,,且 。 折起后: 折起半平面且 (折叠前 ,折叠保持),,故 ;同理 。 于是 (两平行线所成角), 又 ,,,故 平面 ,从而点 到平面 的距离 。 所以
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:翻折问题中的平行与垂直
核心方法:折叠不改变 → 仍在 上成比例 → ;, → → ,又 → 平面 ;, → ,
避坑指南:翻折后折痕两侧的图形形状不变: 两侧的角(、、、)都保持;第(3)问关键看出 、(同侧垂直于 ),于是 就是二面角的平面角; 到平面 的距离就是 ,别去作复杂的高线。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:平面图形的翻折(等边三角形折成三棱锥,广东卷解答题)。
结论推广:比例保持证线面平行;勾股逆定理 + 线面垂直判定;平面角转化求体积。
方法推广:翻折不变量(角、线段)→ 定位平面角 → 等体积/直接求高。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)
/2013-广东卷文-18-题1.png)
/2013-广东卷文-18-题2.png)