本题导读
本题考查直线与平面平行的判定。核心在于向量线性表示证平行、坐标法求体积的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年新课标II卷(文)) 如图,直三棱柱 中,, 分别是 , 的中点.
(1)证明: 平面 ;
(2)设 ,,求三棱锥 的体积.
🔍【思路分析】
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- (1)因为 、 为中点,可把 用平面 内的向量 、 表示出来。
- (2)、,故 ;以 为原点建系,写出 、、 坐标,用混合积求体积。
✅【答案】
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(1)证明见解析;(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 取 为参考点。因为 是直三棱柱,所以 又 是 的中点,故 于是 另一方面,由 为 中点、 为 端点可得 则 这说明 是平面 内两个向量 、 的线性组合,故 平行于平面 。 又 平面 ,所以 (2) 由 ,,得 故 。 以 为原点, 为 轴、 为 轴、(棱柱的高方向)为 轴建立空间直角坐标系,则 因为 是 的中点、 是 的中点,且 ,所以 三棱锥 的体积为 计算行列式: 所以
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:线面平行的判定与三棱锥的体积
核心方法:用平面内的两条相交向量线性表示 证平行;体积用”等体积转换 + 坐标(向量)法”
避坑指南:证线面平行必须说明”直线在平面外”( 平面 ),否则不完整;求体积时选择底面与高要方便——本题以 为原点建系,用混合积最稳妥。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:立体几何中的平行证明与体积计算(全国卷必考大题)。
结论推广:线面平行判定:若平面外一条直线与平面内一条直线平行,则该直线与平面平行;向量语言即 。
方法推广:求三棱锥体积:能”换底”就换底(选面积易算且高易求的面),或建系用混合积 。
🔗【关联脉络】
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