本题导读
本题考查长方体的几何性质。核心在于几何法、等体积转化法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2019年全国卷II(文))如图,长方体 的底面 是正方形,点 在棱 上,。
(1) 证明: 平面 ;
(2) 若 ,,求四棱锥 的体积。
🔍【思路分析】
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- 第(1)问证明线面垂直,需在平面 内找两条相交直线与 垂直。已知 ,可结合长方体性质证明 。
- 第(2)问求四棱锥体积,底面为矩形 ,高可转化为点 到平面 的距离(即 的长度)。
✅【答案】
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(1)证明见解析。
(2)体积为 。
✍【详细解析】
Abstract
(1) 证明: 因为长方体 中, 平面 ,而 平面 , 所以 。 又因为已知 ,且 , 所以 平面 。
(2) 解: 因为 平面 ,所以 ,即 是直角三角形。 设 ,则 (由 得 )。 在 Rt 中,,,故 。 四棱锥 的底面为矩形 ,其面积为 。 点 到平面 的距离即为 。 因此,四棱锥的体积为: 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:线面垂直判定定理、棱锥体积公式。
- 核心方法:转化法(将不规则椎体高转化为点到平面的距离)。
- 避坑指南:证明线面垂直时,务必指明平面内的两条相交直线。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考立体几何解答题高频题型。
- 结论推广: 熟练掌握长方体背景下的线面垂直与体积转化技巧。
🔗【关联脉络】
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