本题导读
本题考查立体几何中三棱锥的体积计算以及线面垂直的证明,综合性较强,常采用空间向量法或传统几何法求解。
📌【题干】
Question
(2015年安徽卷(文)) 如图,三棱锥 中,,,,,.
(1) 求三棱锥 的体积;
(2) 证明:在线段 上存在点 ,使得 ,并求 的值.
🔍【思路分析】
破题导航
- 利用锥体体积公式 ,先求出底面积 的面积,再求体积。
- 建立空间直角坐标系,利用向量法设出点 的坐标(或比例系数),由 (即 )求解参数。
✅【答案】
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(1)底面三角形𝐴𝐵𝐶的面积为𝑆△𝐴𝐵𝐶=12×𝐴𝐵×𝐴𝐶×sin∠𝐵𝐴𝐶=12×1×2×sin60∘=
✍【详细解析】
Abstract
(1) 在 中,,,。 其面积 。 因为 ,且 , 所以三棱锥 的体积为: 。
(2) 以 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系(或以 相关方向建系): 设 ,则 。 因为 ,,且 在 轴上,可得 。 因为 ,且 ,故 。 设 ()。 因为 , 所以 。 点 的坐标为 。 又点 ,故 。 已知 。 要使 ,则 。 即 。 化简得:。 因为 ,所以在线段 上确实存在点 。 此时 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:锥体体积、空间向量数量积与垂直应用。
- 核心方法:空间向量坐标法(化解立体几何代数计算)。
- 避坑指南:建系时向量坐标的投影要准确,分比计算不要颠倒。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考立体几何解答题标准模板。
- 结论推广: 动点在线段上的比例问题通常可用向量共线或定比分点迅速求解。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点(Nodes)
(1)底面三角形𝐴𝐵𝐶的面积为𝑆△𝐴𝐵𝐶=12×𝐴𝐵×𝐴𝐶×sin∠𝐵𝐴𝐶=12×1×2×sin60∘=
类题演练(Links)
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